Mineralogia y Petrologia

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Página 1 INTRODUCCIÓN A LA TECNICATURA EN PERFORACION Y CONTROL DE POZOS MÓDULO I UNIDAD Nº 2 Mineralogía. Definicion de un mineral. Características y particularidades de los minerales. Dureza de Mohs. Clasificacion. Petrología. Clasificación de las rocas. Importancia del estudio de las rocas. Diferentes tipos de ,muestras La mineralogía es la ciencia, rama de la geología, que se dedica a la identificación de minerales y el estudio de sus propiedades, origen y clasificación en sus diferentes estados de agregación. .Mineral: materia de origen inorgánico, que presenta una composición química definida además de una estructura cristalográfica y que suele presentarse en estado sólido y cristalino a la temperatura media de la Tierra, aunque algunos, como el agua y el mercurio, se presentan en estado líquido. El estudio de los minerales lo podemos dividir en 5 grandes grupos: Mineralogía general: estudia la estructura, cristalografía, y las propiedades de los minerales. Mineralogía determinativa: aplica las propiedades fisicoquímicas y estructurales a la determinación de las especies minerales. Mineralogénesis: estudia las condiciones de formación de los minerales, de qué manera se presentan los yacimientos en la naturaleza y las técnicas de explotación. Mineralogía descriptiva: estudia los minerales y los clasifica sistemáticamente según su estructura y composición. Mineralogía económica: desarrolla las aplicaciones de la materia mineral, su utilidad económica, industrial, gemología...etc. Características y particularidades de los minerales:

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Pgina14INTRODUCCIN A LA TECNICATURA EN PERFORACION Y CONTROL DE POZOSMDULO IUNIDAD N 2 Mineraloga. Definicion de un mineral. Caractersticas y particularidades de los minerales. Dureza de Mohs. Clasificacion. Petrologa. Clasificacin de las rocas. Importancia del estudio de las rocas. Diferentes tipos de ,muestrasLa mineraloga es la ciencia, rama de la geologa, que se dedica a la identificacin de minerales y el estudio de sus propiedades, origen y clasificacin en sus diferentes estados de agregacin.

.Mineral: materia de origen inorgnico, que presenta una composicin qumica definida adems de una estructura cristalogrfica y que suele presentarse en estado slido y cristalino a la temperatura media de la Tierra, aunque algunos, como el agua y el mercurio, se presentan en estado lquido.

El estudio de los minerales lo podemos dividir en 5 grandes grupos:

Mineraloga general: estudia la estructura, cristalografa, y las propiedades de los minerales.Mineraloga determinativa: aplica las propiedades fisicoqumicas y estructurales a la determinacin de las especies minerales.Mineralognesis: estudia las condiciones de formacin de los minerales, de qu manera se presentan los yacimientos en la naturaleza y las tcnicas de explotacin.Mineraloga descriptiva: estudia los minerales y los clasifica sistemticamente segn su estructura y composicin.Mineraloga econmica: desarrolla las aplicaciones de la materia mineral, su utilidad econmica, industrial, gemologa...etc.Caractersticas y particularidades de los minerales:DEFINICIN: Los minerales son slidos homogneos, inorgnicos y de origen natural, con una composicin qumica definida y una disposicin atmica ordenada. . Slidos homogneos: sustancias slidas que no pueden ser separadas mediante procedimientos fsicos en componentes ms simples. La mayora de las rocas son agregados de minerales que pueden ser separados unos de otros mediante procedimientos fsicos. Inorgnicos: las sustancias slidas de origen orgnico no son consideradas minerales. De origen natural: cristales similares producidos en el laboratorio (sintticos) no son considerados, en rigor, minerales. Composicin qumica definida: los minerales son elementos qumicos o sus compuestos cuya composicin puede representarse por una frmula (aunque en algunas ocasiones esta frmula no es necesariamente fija y puede variar dentro de unos mrgenes definidos). Disposicin atmica ordenada: los minerales estn constituidos por materia cristalina. Las escasas sustancias slidas y de origen natural que son amorfas (con una disposicin atmica desordenada) como el palo o los vidrios volcnicos se llaman mineraloides.Un mineral, por ejemplo el carbono, puede cristalizar en diferentes estructuras, vase cristalografa, mediante el sistema cbico; en este caso se lo denomina diamante o si cristaliza en el sistema hexagonal, conforma el grafito. Basta su apariencia para reconocer que son dos minerales diferentes, aunque es necesario un estudio ms profundo para comprender que poseen la misma composicin qumica.

LAS PROPIEDADES FSICAS:

Las propiedades fsicas de los minerales constituyen una importante ayuda a la hora de identificarlos y caracterizarlos. La mayor parte de las propiedades fsicas pueden reconocerse a simple vista o determinarse por medio de pruebas sencillas. Las propiedades ms importantes incluyen raya, color, fractura, clivaje, dureza, brillo, hbito, peso especfico, estructura cristalina, fluorescencia, entre otros.Todas las caractersticas de los minerales dependen de su composicin qumica y estructura, en la que ejercen una gran influencia las contaminaciones, mezclas y defectos estructurales que posea cada ejemplar en concreto. Las propiedades fsicas de los minerales son fundamentales para su identificacin. Algunas de las ms importantes pueden determinarse mediante simple inspeccin ocular (visual) o mediante ensayos muy sencillos.COLOR. El color es lo primero que nos llama la atencin cuando observamos minerales pero, en realidad, es una de las propiedades menos tiles en su identificacin, ya que hay muchos minerales que pueden presentarse con coloraciones muy variadas y, por otra parte, minerales diferentes pueden presentar colores idnticos. El color de los minerales se debe a la absorcin selectiva de ciertas longitudes de onda de la luz blanca por algunos de los tomos del mineral. Cuando un mineral absorbe todas las longitudes de onda lo veremos negro, si las refleja todas ser blanco y si, por ejemplo, lo vemos azul, es porque absorbe todas la longitudes de onda excepto las que corresponden al azul, que las refleja. En estado puro una gran mayora de minerales son blancos o poco coloreados, pero algunas impurezas pueden conseguir una gran variabilidad de colores. Los metales de transicin suelen ser los responsables de la mayora de las coloraciones. El cobre generalmente produce minerales verdosos o azulados; el hierro es responsable de coloraciones rojas y amarillas, etc.

RAYA: El color de la raya es el color del polvo fino de un mineral. Este color es ms preciso y constante que el color del mineral que puede sufrir cambios debido a alteraciones en su superficie.

BRILLO. Es una propiedad compleja que describe el aspecto que presenta la superficie de un mineral cuando se refleja la luz, por lo tanto depende de la intensidad de la reflexin. El brillo no tiene relacin alguna con el color del mineral. Los trminos que se utilizan para referirse al brillo tratan de ser descriptivos, pero se requiere un poco de entrenamiento para su correcta utilizacin. En principio podemos dividir el brillo en dos tipos: metlico, cuando su superficie brilla como los metales, reflejando totalmente la luz. Si no es as, se dice que el brillo es no metlico, y se intenta determinar si es: Vtreo: si brilla como el vidrio.Mate: s carece de brillo, tpico de las sustancias terrosas. Submetlico: entre metlico y mate. Graso: si parece como cubierto por una pelcula de grasa. Nacarado: si se parece al brillo de las perlas, ligeramente irisado. Adamantino: si posee un brillo muy intenso como el diamante. Sedoso: s brilla como la seda; tpico de los materiales fibrosos.

TRANSPARENCIA: se refiere a la interaccin de la luz con el cristal. Existen estas posibilidades: Transparentes: si puede apreciarse con nitidez el contorno de un objeto situado detrs. Semitransparente: cuando no se puede precisar el contorno de un objeto situado detrs. Translcidos: si deja pasar luz pero no es posible la observacin de los objetos situados al otro lado. Semitranslcidos: el mineral es atravesado por la luz en sus bordes ms delgados. Opacos: los cristales impiden totalmente el paso de la luz. No es una propiedad importante en el reconocimiento de minerales; algunos de ellos translcidos o transparentes se convierten en opacos mediante inclusiones o alteraciones.

LUMINISCENCIA. Algunos minerales cuando son sometidos a estmulos mecnicos, qumicos o a variaciones trmicas, emiten luz de coloraciones diversas, es el fenmeno de la luminiscencia. Si, una vez cesado el estmulo, la emisin permanece durante bastante tiempo se habla de fosforescencia. Si la emisin cesa con el estmulo se denomina fluorescencia. PROPIEDADES MECNICAS. La Tenacidad: es la resistencia que opone un slido a ser roto. Esta propiedad no tiene ninguna relacin con la dureza (por ejemplo el diamante es el mineral ms duro que se conoce pero debe tratarse con cuidado para evitar que se fragmente por un golpe). Frente a la tenacidad, un mineral puede comportarse como tenaz o resistente o bien como frgil si se rompe con facilidad. Por otra parte existen una serie de trminos referidos a la facilidad con la que un slido puede ser deformado. Destacamos los siguientes: Dctil, si se pueden hacer hilos delgados. Maleable, si puede moldearse en lminas delgadas. Flexible, si se curva fcilmente sin romperse.Elstico, cuando recobra su forma primitiva al cesar la fuerza que lo deformaPlstico, si no recobra su forma original.

DUREZA: es una propiedad bastante caracterstica por lo que la tratamos con mayor extensin. Se define como la resistencia que ofrece la superficie lisa de un mineral a ser rayada. Depende de la cohesin y, por lo tanto, de la estructura (cuanto mayores sean las fuerzas de enlace, mayor ser la dureza) y tambin de la composicin qumica. La dureza vara con la direccin. Su determinacin exacta es difcil. Para identificar la dureza sigue siendo vlida la escala de Mohs. Esta escala toma como referencia 10 minerales a los cuales se les asigna un nmero entero. Comparando sus durezas se puede determinar la de cualquier mineral. El mineral con nmero superior siempre raya a los inferiores (pero las variaciones de dureza entre cada uno de los minerales de la escala no son valores constantes).

La escala de Mohs es la siguiente:

En los laboratorios escolares es frecuente establecer tres o cuatro grupos:Dureza baja: si se raya con la ua. Dureza media: si se puede rayar con el vidrio pero no se raya con la ua (en este caso la dureza estar comprendida entre 2,5 y 5,5). Dureza alta: si no se puede rayar con un trozo de vidrio (la dureza del mineral ser en este caso mayor que la del vidrio que es de 5,5). Dureza muy alta: si no se puede rayar con un trozo de cuarzo (la dureza ser entonces mayor que 7).

Para determinar la dureza hay que tomar una serie de precauciones: Realizar las pruebas en superficies frescas, pues superficies alteradas provocan una disminucin de la dureza. No confundir la raya con la huella que dejan los minerales ms blandos. Mientras la huella puede ser limpiada, la raya es irreversible. Tener en cuenta la naturaleza de un mineral pues los minerales pulverulentos, granulares o astillosos pueden romperse y quedar aparentemente rayados por minerales realmente ms blandos FRACTURA Y EXFOLIACIN. La rotura de un mineral a lo largo de una superficie irregular se denomina fractura. Se llama exfoliacin cuando un mineral se rompe a favor de alguna de sus caras planas. Esta propiedad est ntimamente ligada a la estructura cristalina. Los planos de exfoliacin representan las direcciones en las que los enlaces que unen a los tomos son relativamente dbiles. Existen unas cuantas reglas acerca de la exfoliacin, una es que es reproducible, esto es que un cristal se podr romper una y otra vez a lo largo de planos paralelos a los de exfoliacin. Otra es que todo plano de exfoliacin debe de ser paralelo a caras reales o posibles del cristal. Tambin podemos establecer que los mismos minerales presentarn siempre la misma exfoliacin. Para describir los grados de exfoliacin se emplean trminos como: perfecta, buena, regular (apreciable), pobre o imperfecta. Existen tambin diversos nombres para designar las diferentes clases de fractura: concoidea (con superficies curvas en forma de concha), fibrosa o astillosa (con entrantes y salientes puntiagudos) granular, desigual o imperfecta, etc.

PESO ESPECFICO Y DENSIDAD: El peso especfico es la relacin entre el peso de un mineral con el peso del mismo volumen de agua pura a 4 C (que es la temperatura en la que el agua alcanza su densidad exacta de 1 g/cm3 ). Se muestra numricamente sin unidades. Un PE de 3,5 indica que el mineral pesa tres veces y media el peso del agua. El PE est determinado por la estructura cristalina y por la composicin qumica. Cuanto mayor es nmero atmico de los elementos que forman el mineral y ms compacto es su ordenamiento interno mayor es el peso especfico. Se consideran ligeros los minerales con pesos especficos inferiores a 2, entre 2 y 4 se consideran normales y pesados los superiores a 4. La mayora de los minerales que forman las rocas tienen un peso especfico de alrededor de 2,7. Aunque fsicamente el concepto de peso especfico es diferente al de densidad, es comn utilizar estos trminos como sinnimos (la densidad es la masa por unidad de volumen de un material. Suele expresarse en gramos por centmetro cbico). El PE es un dato de gran fiabilidad para la determinacin de los minerales. Con un poco de prctica se pueden realizar buenas aproximaciones sopesando los minerales en nuestras manos, pero es bastante fcil determinarlo con exactitud utilizando una balanza.

PETROLOGALa petrologa y la petrografa son ciencias derivadas de la geologa que estudian las rocas y trabajan de la mano, aunque bajo dos enfoques distintos. Mientras la petrografa estudia la composicin y proporcin de cada uno de los minerales existente para su clasificacin y nombre y la petrologa se interesa en estudiar las caractersticas texturales y facies minerales, para dilucidar o interpretar : historia geolgica, ambiente de formacin, rgimen de estrs, entre otros rasgos que pudieran resultar de inters en la investigacin. Siempre hablamos de rocas y minerales, ya que es imposible separarlas, pues todas las rocas estn constituidas por uno o ms minerales. Existen tres formas bsicas de analizar un mineral o una roca: por mtodos macroscpicos, mtodos microscpicos y por mtodos geoqumicos. El reconocimiento macroscpico es el mtodo ms simple y ms econmico; para el mtodo microscpico, se requiere un microscopio especial y una muestra preparada (lmina delgada). Los anlisis qumicos son los ms complicados, pues requieren de diferentes compuestos qumicos y laboratorios especiales para llevar a cabo el proceso de reconocimiento.Grupos de rocas por su origenSegn como se originan las rocas se pueden agrupar en tres grandes bloques:Rocas sedimentarias: Se formaron por la accin de los denominados procesos geolgicos externos (erosin, transporte y sedimentacin) causados por agentes como el viento, el agua (en sus diferentes estados) o los seres vivos.Al sedimentarse, los materiales que las originaron se ordenaron en capas de dimensiones y extensin que pueden variar ampliamente.Los sedimentos, que originalmente seran blandos y, en principio, estaran empapados, con frecuencia se compactan posteriormente convirtindose en rocas totalmente rgidas, a causa de la precipitacin qumica de las sustancias disueltas que acabaron rellenando hasta los poros ms diminutos, actuando como el cemento en el hormign.Esta sedimentacin puede haberse producido en un mar, a distintas profundidades, pero tambin en zonas costeras, marismas, etc. o reas continentales como ros, lagos, desiertos, etc. Hoy da, los gelogos especializados, pueden distinguir estos casos estudiando con detalle cada roca.Existen tres grandes grupos de rocas sedimentarias: Rocas detrticas: Estn formadas por fragmentos de rocas preexistentes que se acumularon al disminuir la velocidad de las corrientes que los transportaron. Rocas qumicas: Se forman por precipitacin qumica de sustancias disueltas en agua. Podramos decir que estn formadas principalmente de cemento (sin apenas fragmentos), al revs que las detrticas. Rocas organgenas: Estn formadas principalmente por acumulaciones de restos de seres vivos. Si lo que ms abunda son caparazones podemos denominarlas calizas organgenas pues su composicin y el cemento son calcreos.Los carbones, petrleo y gas natural se originan a partir de la materia orgnica de seres vivos que en condiciones especiales no se descompone sino que se transforma en compuestos enriquecidos en carbono. Adems de las capas de carbn de las minas se pueden encontrar a veces en sedimentos normales fragmentos de plantas carbonizadas.Rocas gneas(o magmticas) : Se forman en relacin con la solidificacin de magmas, ya sea en la superficie terrestre (rocas volcnicas) o en su interior, a veces a mucha profundidad (rocas plutnicas y filonianas). Estas ltimas, si las encontramos hoy da en superficie se debe a que la erosin ha desmantelado a lo largo de millones de aos todo lo que las cubra. Rocas plutnicas: Formadas por la solidificacin de magmas en profundidad, se presentan en grandes masas llamadas batolitos. La roca que ms frecuentemente se forma y presenta as es el granito. Es una roca muy dura, compacta y homognea, rota por diaclasas a travs de las cuales la erosin puede separarlo en bloques rocosos, frecuentemente de varios metros. De cerca, en corte fresco, se observan los granos minerales grises de cuarzo (algo traslcidos), blanco-opacos de feldespato, y negro en laminillas brillantes de mica (biotita). Rocas filonianas: representan magmas u otros productos de origen gneo que se han introducido en grietas (en el interior terrestre). All se han enfriado y, en consecuencia, ahora presentan geometra de filn que corta, atravesando, las rocas entre las que se meti. Rocas volcnicas: Se forman por el enfriamiento de lavas que solidificaron en la superficie terrestre en conos volcnicos, o a muy poca profundidad (por ejemplo en sus chimeneas). Este ltimo es el caso de las andesitas. Se presentan con un aspecto similar al de las rocas filonianas (minerales claros y oscuros visibles "flotando" en una "pasta" de grano muy fino).Rocas metamrficas : Son rocas que se originan por transformaciones de otras anteriores causadas por altas presiones o temperaturas. Las ms caractersticas son las que rodean a los granitos Las altas temperaturas de los magmas que aqu existieron afectaron a las rocas mediante transformaciones de sus minerales, o su aumento de tamao ( recristalizacin ). Este es el origen de las marmoleras. El mrmol se ha originado a partir de la caliza que existira aqu previamente. Est formado por cristales de calcita que distinguimos a simple vista. Se raya y reacciona al cido como la caliza. Si es puro resulta de color blanco o bastante claro, pero pequeas impurezas de otros minerales pueden darle tonos variados.Tambien son metamrficas las cuarcitas (procedentes del metamorfismo de rocas silceas) similares a las cuarcitas sedimentarias, pizarras, esquistos, etc.

Importancia del estudio de las rocasINTERS INDUSTRIAL Y ECONMICO DE LAS ROCAS

UTILIDAD COMO MATERIALES DE CONSTRUCCINTodos los materiales de construccin, salvo la madera y el corcho se obtienen de las rocas. A continuacin aparece una tabla donde se relaciona el tratamiento que sufre una roca hasta darle la utilidad requerida.TRATAMIENTO DE LA ROCAROCAUTILIDAD

Ninguno, se usa tal como se obtiene de la cantera.GranitoBordillos de acera y adoquinado de las calles.

Se corta en tableros y se pule.Granito y otras rocas plutnicasMrmolPizarraEncimeras de cocina y suelos.Suelos, lpidas y fachadasSuelos, revestimiento de tejados.

Se desmenuzaConglomerado--se obtienen cantosArenisca--se obtiene arenaAmbos se usan para fabricar el hormign

Se transformaMarga (roca sedimentaria)Se obtiene el cemento

Lutita--libera arcillasDe aqu se construyen los ladrillos y tejas

Yeso (se muele y se quema)Sale el yeso de construccin y las molduras de escayola

Caliza (calcinacin)Se obtiene la cal viva.

UTILIDAD COMO ALMACN DE AGUA: LOS EMBALSES SUBTERRNEOSUn embalse subterrneo se forma porque al llover, el agua se filtra a travs de rocas permeables (calizas, conglomerados, areniscas) y desciende hasta que encuentra rocas impermeables (como las lutitas), formando un acufero.Su importancia radica en que permite obtener agua en pocas de sequa.

UTILIDAD COMO FUENTES DE ENERGA: CARBN Y PETRLEOEl carbn y el petrleo (combustibles fsiles) son las fuentes de energa ms usadas en la actualidad en los pases desarrollados.El carbn: Desde tiempos remotos se ha empleado como combustible y, a partir de la Revolucin Industrial, constituy la principal fuente de energa hasta su sustitucin por el petrleo a mediados del siglo XX. Hoy, la aplicacin ms importante del carbn es la obtencin de electricidad en centrales trmicas por medio de su combustin. Tambin se usa, aunque en menor medida, en las calefacciones de las viviendas.

El petrleo: Tiene mltiples aplicaciones: de l se obtienen un gran nmero de derivados, como la gasolina, el gasleo y el fueloil, que se emplean como combustibles para automviles, calefacciones, aviones, barcos o centrales trmicas.

Del petrleo se obtienen, adems, losplsticos, cuya enorme variedad y excelentes propiedades los convierten en el material ms utilizado en la actualidad en la fabricacin de objetos de uso cotidiano.

OTRAS UTILIDADES DE LAS ROCASCuando hay conjuntos rocosos que, por su belleza y singularidad favorecen el atractivo turstico (turismo), se produce un enriquecimiento de la poblacin donde est. Como ejemplos de estos parajes singulares tenemos las cuevas, grutas, cascadas, etc.Tambin las rocas son escenarios de deportes de riesgo como la escalada, el parapente, el descenso de caones, etc.

Por ltimo, no hay que olvidar el inters cientfico que pueden ofrecer, por ejemplo, los yacimientos de fsiles, los cuales son necesarios proteger.

Geologa Argentina

Lageologa de Argentinadescribe la composicin y la historia de la formacin y desarrollo de las regiones geolgicas que hoy comprende la Argentina. Entre las unidades geolgicas argentinas destacan el sistema de los Andes al oeste, tectnicamente activo, y la zona oriental, ms estable, compuesta por los zcalos precmbricos delmacizo patagnicoal sur y el escudo omacizo de Brasiliaal norte y, apoyada sobre este, lallanura chaco-pampeana, formada por la acumulacin en pocas geolgicas recientes desedimentosmarinos y volcnicos.Argentina est formada por las mismas unidades tectnicas bsicas del resto delcontinente sudamericano.Lacordillera de los Andesse extiende de norte a sur en la zona occidental, paralela a la costa delPacfico; originada durante laera Terciaria, se caracteriza por altas elevaciones e intensa actividad volcnica y ssmica. La parte oriental del pas se apoya sobre dos bloques antiguos que se tocan en elRo Colorado: la m

eseta Patagnica, al sur, est formada por mesetas escalonadas hacia el este, recubiertas por cantos o depsitos elicos. Los bordes forman barrancos, pronunciados con desniveles de hasta200 m. Los valles fluviales discurren de oeste e este; este escudo se prolonga hacia elocano Atlntico, dando lugar a laplataforma continentalde la que sobresalen lasislas Malvinas. Elmacizo de Brasiliaconstituye la base del norte del pas; se encuentra por la mayor parte recubierto de sedimentos excepto por algunos afloramientos en lasSierras Pampeanas,Puna,Sierras de Tandiliaeisla Martn Garca. Finalmente, lascuencas sedimentariasde formacin reciente estn representadas por lallanura chaco-pampeana, que se extiende desde el pie de los Andes hasta el Atlntico y comprende las llanuras delChaco,la Pampay laMesopotamia argentina. La cuenca delro Paraguayocupa el extremo oriental. Las zonas occidental y central estn drenadas por los ros procedendes de los Andes. En el sur, la poca pendiente del relieve y los suelos arcillosos originan una zona altamente inundable.

Cuencas sedimentarias

En la Repblica Argentina se han identificado 19 cuencas sedimentarias, con una superficie total de aproximadamente 1.750.000 km 2 Cinco de estas cuencas tienen continuidad sobre la plataforma continental, mientras que otras tres se extienden bajo las aguas del mar. La superficie de las ubicadas sobre el continente es de alrededor de 1.350.000 km 2 , y las de la plataforma continental, tomando como lmite la isbata de 200 mts; de unos 400.000 km 2 , cifra que puede ser duplicada si se la considera hasta el pie del talud. Actualmente, las cuencas productivas de hidrocarburos son cinco: Noroeste, Cuyana, Neuquina, Golfo de San Jorge y Austral o de Magallanes. Considerando solamente la porcin emergida, su superficie abarca un 40% de lo que en la actualidad se conoce como cuencas tiles a los fines petroleros.