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Geotecnia I (Geología para Ingenieros) - Carrera de Ingeniería Civil. Departamento Construcciones Civiles. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales - Universidad Nacional de Córdoba (2011)

LOS MINERALES

Original: Dr. Ing. E. Quintana Crespo (1)

Re-edición, versión preliminar (v 2.0)

Definición Los minerales son sustancias inorgánicas formadas por procesos naturales en la corteza terrestre, caracterizados por propiedades físicas constantes y composición química definida. Existen cerca de 2000 especies minerales conocidas, pero sólo 100 de ellas son comunes y alrededor de 20 muy abundantes. Entre unos pocos (menos de 10) constituyen el 99 % de las rocas. Esta realidad se explica por la abundancia relativa de los elementos químicos en la corteza terrestre, donde el Oxígeno es absolutamente Dominante tanto en peso como en volumen y el Silicio y el Aluminio son los únicos elementos electropositivos presentes en proporciones mayores al 10 % en peso.

MINERALES: Cristales de Cuarzo

Más del 99% en peso de la porción sólida exterior de la Corteza terrestre está constituida por solo ocho elementos químicos. De esto se deduce que los minerales más comunes sean compuestos oxigenados de silicio, aluminio, hierro, magnesio, calcio, sodio y potasio. La mayor'ia de los minerales son sólidos, a la temperatura y presión ordinarias, a excepción del mercurio que se solidifica a aproximadamente -40 grados. El agua constituye también un mineral, dado que posee las características de la definición.

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Quintana C., E., 1991. Minerales. En: Geotecnia I. Temas de Trabajos Prácticos. Departamento de Construcciones Civiles. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Universidad Nacional de Córdoba. Pp 1-16. Edición digital: Ing. Geól. Dr. Ernesto G. Abril. Primera versión digital del original (v 2.0), agosto de 2011.

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Los constituyentes inorgánicos de los cuerpos cósmicos, meteoritos, etc. se designan como minerales extraterrestres, a pesar de que otras definiciones más amplias de minerales los incluyen directamente. Las sustancias cristalizadas obtenidas artificialmente en laboratorios o procesos industriales se denominan minerales artificiales.

Estructuras minerales y propiedades Los minerales están formados por componentes electropositivos y electronegativos, repetidos indefinidamente. Estos pueden ser átomos solitarios con carga eléctrica (iones) o grupos atómicos con carga eléctrica (radicales) combinados de una forma simétrica y regular. Se dice que una sustancia es cristalina cuando los átomos que la forman están dispuestos ordenadamente y separados por distancias interatómicas constantes. Por contraposición, una sustancia amorfa presenta un desorden en su disposición atómica, con distancias interatómicas variables. Los cristales son sustancias minerales en estado cristalino cuya forma exterior expresa el orden geométrico en que se hallan distribuidos sus átomos. Son cuerpos poliédricos regulares, formados por caras, aristas y vértices. Todo mineral se forma con átomos definidos y en proporciones definidas lo cual se expresa en su fórmula; a su vez, estos atomos ' se ordenan en el espacio de una manera única y definida.

CRISTALES: CUARZO HIALINO (CRISTAL DE ROCA)

Todos los minerales responden a una composición química y a una estructura cristalina que les son característicos y se manifiestan en propiedades químicas, físicas y geométricas que permiten su identificación. Las propiedades se relacionan con el ordenamiento y el tipo de empaquetamiento de los átomos y la resistencia de los vínculos químicos entre átomos individuales. El ordenamiento regular significa puntos imaginarios que caen en los vértices de celdas de paralelepípedos igualmente imaginarias. Girando estas celdas, se llenan todos los espacios y los vértices definen un sistema de coordenadas al cual los átomos de la estructura están relacionados en forma regular.

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Simetría de los cristales Los cristales poseen caras, aristas y vértices simétricamente colocados con respecto a los ya citados planos, líneas o puntos situados idealmente en el interior del cristal. Eje de simetría. Es la recta ubicada de tal manera que en un giro a su alrededor un cristal toma dos o más veces posiciones análogas. Plano de simetría. Es el plano ubicado en el interior del cristal y que divide a éste en dos partes tales que una de ellas se comporta con respecto a la otra como un cuerpo y su imagen especular. Centro de simetría. Es el punto interior de un cristal situado de tal manera que cualquier recta que pase por el, encuentra en sus extremos, a igual distancia, la superficie externa del cristal. CRISTALES

AGREGADOS MINERALES

ELEMENTOS DE SIMETRIA

EJES DE SIMETRIA

PLANO DE SIMETRIA

CENTRO DE SIMETRIA

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Sistemas cristalinos Estudiando los elementos de simetría de los cristales, estos se pueden dividir en 6 sistemas: Cúbico o Isométrico, Tetragonal, Rómbico, Exagonal, Monoclínico, y Triclínico. SISTEMAS CRISTALINOS CUBICO

TETRAGONAL

ROMBICO

EXAGONAL

MONOCLINICO

TRICLINICO

ELEMENTOS DE SIMETRIA DE LOS CRISTALES

a b c

Ejes cristalográficos en la orientación convencional

a: -x +x b: -y +y c: -z +z

Direcciones en coordenadas ortogonales

α β γ

Angulos interaxiales

Origen de los minerales Los minerales se originan de tres maneras diferentes: a) por enfriamiento de sustancias fundidas, por ej.: la cristalización de los minerales que componen las rocas magmáticas al enfriarse el magma (cuarzo, feldespatos, micas). b) por precipitación de sustancias en solución, ej.: la halita (ClNa) o sal común, que precipita cuando las aguas cargadas de sales solubles son evaporadas.

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c) por condensación de vapores: ciertos volcanes emanan gases y vapores ricos en azufre que al enfriarse se condensan depositando cristales de ese elemento. SISTEMAS CRISTALINOS

___________________________________________________________ NOMBRE DESCRIPCION ___________________________________________________________ Cúbico a = b = c α = β = γ = 90o Hexagonal a = b = d ≠ c d y ε lados y ángulos α = β = ε = 90o adicionales γ = 120 o Tetragonal a = b ≠ c α = β = γ = 90 o Rómbico a ≠ b ≠ c α = β = γ = 90 o Monoclínico a ≠ b ≠ c β = γ = ▶ = 90

o

Triclínico

a ≠ b ≠ c α ≠ β ≠ γ ___________________________________________________________

Crecimiento de los cristales El tamaño de los cristales var'ia desde microscópicos hasta de varios metros de longitud. Ellos crecen a partir de ciertos gérmenes, invisibles al microscopio, formados por dos o tres paralelepípedos elementales y ejerciéndose el crecimiento de nuevos paralelepípedos por adición.

Agregados cristalinos Raras veces se observan en la naturaleza cristales con su forma externa correspondiendo a su estructura atómica. Esto se debe a que para ello necesitan un espacio y condiciones de libertad que no se dan frecuentemente. Los que más comúnmente se presentan son los agregados cristalinos, que son reuniones de individuos con límites irregulares. Las formas de los agregados son muy variadas, por ej.: fibras, láminas, bastones, gránulos, etc.

Propiedades físicas de los minerales Los minerales son cuerpos físicamente homogéneos, anisótropos y discontinuos por lo menos para una de sus propiedades. Un cuerpo se dice homogéneo cuando es igual y uniforme en todas sus partes, e isótropo, cuando todas sus propiedades físicas se manifiestan con la misma intensidad. Inversamente, un cuerpo es anisótropo

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cuando el valor o medida de alguna de sus propiedades físicas var'ia con la dirección. Finalmente, la discontinuidad de un cuerpo se expresa mediante la presencia de superficies a través de las cuales las propiedades del mismo var'ian bruscamente. Las propiedades físicas de los minerales son muy importantes para la utilización de los mismos, permitiendo igualmente su identificación. Las principales características para la ingeniería son: dureza, fractura, peso específico, estabilidad (reacción con gases y/o líquidos de uso común o cambios térmicos). Otras propiedades son las magnéticas, térmicas, habito, densidad y transparencia. Una propiedad menos significativa y no diagnóstica es el color. Dureza: es la resistencia de un mineral a la abrasión. Comúnmente, se mide en comparación con materiales de dureza conocida. La escala de Mohs presenta 10 minerales que pueden ser usados como referencia. En la tabla, se presenta esta escala, complementándola con otros materiales o elementos comunes para la determinación de su dureza. DUREZA DE LOS MINERALES

En la práctica, es corriente asignar a un mineral desconocido un límite inferior y uno superior de dureza, comparando con materiales conocidos, por ej.: la fluorita no es rayada por una moneda de cobre, pero sí por una hoja de cuchillo. Se debe tener cuidado con rayar sobre grietas o pátinas de cobertura del mineral, porque los resultados no serán válidos. Generalmente, se raya el mineral más blando con el más duro, efectuando una incisión de al menos 1 mm de profundidad. Posteriormente, la experiencia debe ser repetida, rayando inversamente uno con otro dado que, si son de igual dureza, pueden rayarse ambos o ninguno.

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ESCALA DE DUREZA DE MOHS

Fractura: Los minerales se rompen en una forma característica. Algunas fracturas producen superficies irregulares o lisas y pulidas (ej.: fractura concoidea del ópalo). La estructura interna de los minerales, es decir, el arreglo de los átomos en los mismos, suele ser tal que se producen superficies paralelas de baja cohesión a una periodicidad de unos pocos diámetros atómicos, generándose rupturas planares llamadas clivaje. Es decir que el clivaje consiste en un plano de debilidad según el cual un cuerpo cristalino puede ser dividido en láminas o partículas según ciertas direcciones. La cohesión de un mineral se refiere a la resistencia que opone a ser dividido en partículas.

CLIVAJE

En los minerales pueden presentarse uno, dos, tres o mas direcciones de clivaje, o bien ninguna. La presencia de estos planos de rotura fácil y la perfección y orientación de los mismos es extremadamente útil para la identificación del mineral.

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CLIVAJE

El clivaje puede ser muy perfecto, perfecto, o imperfecto, según sean más o menos lisas o irregulares las superficies que lo forman. La mica tiene un clivaje muy perfecto, el de los feldespatos es perfecto y el de la turmalina es imperfecto. Peso específico. Es la relación existente entre el peso del mineral y el peso de un volumen igual de agua, a 4 grados centígrados que desplaza al ser introducido en ella. Se lo puede obtener mediante la balanza hidrostática, pesando primero el mineral en el aire y luego sumergido en agua. Se aplica la fórmula: P1 Peso específico = __________ (P1 - P2) Siendo:

P1 el peso del mineral en el aire P2 el peso del mismo en el agua

BALANZA HIDROSTATICA

El peso específico puede ser también determinado mediante el método del picnómetro. Esta propiedad es constante o, si varía, lo hace entre límites muy estrechos cuando el mineral tiene una composición química fija. Por ello, conocer el peso específico es muy importante en la determinación de las distintas clases de minerales. El peso específico varía entre 1 y 21,46. En la mayoría de los casos, no obstante, tiene un valor entre 2 y 7. Físicamente, el peso específico representa la relación entre el peso de los sólidos secos del mineral y su volumen.

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FORMAS DE FRAGMENTOS TIPICOS Y CLIVAJES Direcciones de clivaje

Fragmento característico

Ejemplo

0

CUARZO

1

MUSCOVITA

2

AUGITA

2

ORTOCLASA

3

HORNBLENDA

3

HALITA

3

CALCITA

3

ANHIDRITA

4 6

FLUORITA ESPALERITA

Propiedades ópticas Color. Es el efecto combinado de sus constituyentes y su ordenamiento, impurezas químicas e imperfecciones cristalinas. Como regla general, los minerales de color oscuro no sufren cambios debido a impurezas e imperfecciones, que si son muy importantes en los minerales claros. La cantidad de impurezas no necesita ser muy grande, a veces menos del 1% de hierro da un color muy acentuado. El color debe ser determinado siempre en superficies frescas sin alteraciones o pátinas que encubran el verdadero. Es el color del material en polvo y es mucho más constante que el color del Raya. volumen total. Se ensaya mediante un plato o pieza de porcelana blanca no vidriada

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sobre el cual se pulveriza una parte del mineral o bien rayando la misma con el mineral con la finalidad de obtener el polvillo. Brillo. Cuando la luz se refleja sobre la superficie de un mineral, ésta puede tomar un aspecto brillante. El brillo puede ser de dos tipos: metálico y no metálico, correspondiendo el primero a un mineral de apariencia de metal. El brillo no metálico puede ser de varias clases: Vítreo: cuando la superficie es semejante a la del vidrio. Ej.: el cuarzo y muchos feldespatos. Resinoso: cuando es semejante a la resina. Ej.: como en el oropimente, el azufre, etc. Perlado o nacarado: frecuente en muchos minerales de clivaje perfecto es consecuencia de la reflexión total de la luz debido a la presencia de delgadas capitas de aire interpuestas entre las láminas paralelas del cristal. Ej.: la calcita, la mica, yeso, baritina. Graso: aspecto del aceite, característico de los minerales con fractura concoidal. Ej.: el granate, ópalo, olivino, algunos cuarzos. Adamantino: con la apariencia del diamante, Ej.: cerusita, blenda. Sedoso: con el aspecto de la seda; característico de los agregados cristalinos fibrosos. Ej.: talco, asbesto, yeso fibroso, zeolitas. Sacaroide: propio de algunos agregados de grano fino. Ej.: los mármoles. Transparencia. Un mineral es transparente cuando deja pasar los rayos luminosos, visualizándose los objetos a su través; es opaco si los refleja y traslúcido si permite el paso de la luz sin poder distinguirse los objetos. Es la forma externa más comúnmente asumida por los agregados Hábito. minerales. Recordemos que los agregados minerales responden al crecimiento cristalino cuando tiene limitaciones, que es el caso más frecuente (espacio y condiciones suficientes de libertad como para permitir el crecimiento de los cristales). No es una constante, pero se puede asociar un hábito particular a una especie mineral, lo cual permite su identificación en muchos casos.

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HABITOS MINERALES CRISTALES MINERALES ACICULAR

ASPECTO

AGREGADOS MINERALES COLUMNAR

LAMINAR

LAMINAR

TABULAR

FOLIADO

FIBROSO DENDRITICO GRANULAR

PLUMOSO CUBICO BLOQUE

COLUMNAR

ASPECTO

MASIVO ESTRELLADO RADIADO GLOBULAR BOTROIDAL RETICULADO PISOLITICO OOLITICO

PRISMAS

BANDEADO CONCENTRICO

Propiedades magnéticas y eléctricas Los minerales que son atraídos por un imán son clasificados como magnéticos. La magnetita (Fe 3 O 4 ) y la pirrotina (SFe) son los minerales magnéticos más comunes. Piroelectricidad. Algunos minerales tienen la propiedad de emitir cargas eléctricas positivas o negativas cuando son calentados, por ej. el cuarzo. Piezoelectricidad. Un mineral es piezoeléctrico cuando se carga al ser presionado, propiedad también notable en el cuarzo. Estabilidad. Es la capacidad de permanecer sin cambios en presencia de solventes químicos o variaciones térmicas. La mayor'ia de los minerales son estables pero algunos reaccionan bajo condiciones que suelen presentarse en situaciones imperantes en obras de ingeniería.

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Como ejemplos, pueden mencionarse la expansión de los minerales arcillosos en presencia de agua, la oxidación de los sulfuros como la pirita, la transformación de calcita en yeso cuando es expuesta a una atmósfera sulfurosa y la gran solubilidad de la halita y el yeso. La estabilidad en el corto plazo se determina exponiendo el mineral a condiciones predeterminadas por un tiempo apropiado. La reacción del mineral a varios agentes químicos o al calor, con o sin presencia de reactivos, son los ensayos más usados y están listados a continuación. ENSAYOS DE ESTABILIDAD EN EL CORTO PLAZO _______________________________________________________________________ Ensayo Mineral o elemento indicado _______________________________________________________________________ Efervescencia en ClH frío, diluido Efervescencia en ClH caliente, diluido Gelatinización en ClH caliente Magnético, sin calor

Carbonatos: calcita Carbonatos: dolomita Silicatos: olivino Magnetita (fuerte) Pirrotina e Ilmenita (débil) Magnético, después de calentar Hierro Calentamiento en tubo, condensación Agua _______________________________________________________________________

La resistencia de un mineral al intemperismo está ligada a la ley de estabilidad de los minerales que, a su vez, está relacionada con el orden de cristalización que se conoce como Series de Bowen (ver rocas ígneas). Estas series de estabilidad mineral dan un orden de prioridades de descomposición de los minerales. Ello se debe a que minerales formados y estables a altas temperaturas y alta presión cambian sus propiedades, y en parte su composición, cuando llegan a condiciones completamente distintas en la superficie. En estas nuevas condiciones, los minerales son estables en distinto grado y sufren alteraciones que producen minerales estables bajo un nuevo ambiente. El intemperismo o meteorización actúa con mayor intensidad sobre los primeros miembros de ambas series de Bowen, descendiendo dicha intensidad a medida que nos acercamos al cuarzo. Por ello, los minerales ferro-magnesianos prácticamente no se encuentran como material residual en las rocas sedimentarias, en cambio, el cuarzo es el elemento residual por excelencia. A continuación, se describe sucintamente la composición y la acción de los agentes atmosféricos sobre los componentes minerales de las rocas: Cuarzo: Es uno de los minerales de mayor resistencia mecánica debido a su dureza, es asimismo resistente a la alteración por agua de lluvia. Es prácticamente inatacable por los ácidos comunes, pero sí por soluciones alcalinas de sodio.

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Calcedonia y ópalo: Su componente es también sílice, pero con cierta ley variable en agua. Son ambos similares al cuarzo, pero son más atacables por soluciones alcalinas. La calcedonia es una variedad criptocristalina del cuarzo y con dureza 7. El ópalo es óxido de sílice amorfo, con dureza entre 5 y 6. Ambos no poseen clivaje. Feldespatos: Es el grupo más grande de minerales constitutivos de rocas. Entre ellos, se pueden citar: a) Plagioclasas básicas: (anortita, bitownita, labradorita y andesina). Son alumino-silicatos con mayor porcentaje de calcio que de sodio. Se alteran muy fácilmente por la acción del agua que, en solución, lleva anhídrido carbónico y/o carbonato de calcio ó sodio, dando como resultado minerales arcillosos. b) Plagioclasas ácidas: (oligoclasa y albita). Son aluminosilicatos con mayor porcentaje de sodio que de calcio. c) Feldespatos alcalinos: (ortoclasa, microclino y sanidina). Son alumino-silicatos de potasio. Los indicados en b) y c) son menos atacables por los agentes atmosféricos que los indicados en a), pero más atacables por soluciones alcalinas. Por acción de la meteorización, se transforman en minerales arcillosos. En general, todos los feldespatos (a, b, c) al descomponerse en la superficie, producen minerales arcillosos tales como caolín, nacrita, halloysita, montmorillonita, illita, etc. Según el medio en el cual se produce la descomposición, será el tipo de mineral arcilloso formado. Olivino: Silicato de Fe y Mg. Es atacable por ácidos y aguas con anhídrido carbónico. Se caoliniza y además se forma limonita (óxido de hierro). Piroxenos:

Silicatos de Ca, Mg, Fe y Al. Se transforman en calcita y limonita.

Anfíboles: Silicatos de Ca, Fe, Mg y Al. Similares en composición y resistencia a los piroxenos. Se transforman en clorita y limonita. Los piroxenos y anfíboles se alteran fácilmente, razón por la cual no se los encuentra en rocas residuales. Micas: Comprende entre las principales a la muscovita (mica blanca y a la biotita (mica negra). La primera es un silicato hidratado de potasio y aluminio más resistente a la alteración que la biotita (silicato hidratado de K, Al, Fe y Mg). La biotita se altera por acción del agua produciendo clorita y limonita. Ambas se desintegran por la erosión, en hojas muy delgadas debido a sus notables planos de clivaje. Calcita: Es un carbonato de calcio. Es soluble en agua, especialmente en agua carbonatada. El ataque es mayor en climas húmedos y cálidos.

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Dolomita: Carbonato doble de calcio y magnesio. Es menos soluble que la calcita. Vidrio: La devitrificación por alteración da lugar a la formación de minerales arcillosos.

Clasificación de los minerales según su composición química Los minerales se electronegativos.

agrupan

en

clases,

sobre

la

base

de

sus

componentes

CLASES DE MINERALES SEGÚN SUS COMPONENTES ELECTRONEGATIVOS _______________________________________________________________ CLASE

COMP. ELECTRONEGATIVA

FORMA DEL RADICAL

_______________________________________________________________ Con Oxígeno Oxidos Hidróxidos Carbonatos Sulfatos Fosfatos Silicatos

O2(OH)(CO 3 )2(SO 4 )2(PO 4 )3(Si x O y )n-

Triángulo equilátero Tetraedro Tetraedro Tetraedros encadenados

Sin oxígeno Sales halógenas Cl-, F-, etc. Sulfuros y sulfosales S2-, As2-, Sb2_______________________________________________________________

Dado el factor común de haberse formado en presencia de oxígeno, los minerales más abundantes contienen O sólo o combinado con radicales. Unas pocas clases (halógenos, sulfuros, sulfosales) tienen componentes negativos sin oxígeno. Finalmente, un número limitado de elementos nativos tales como Oro, Cobre, Grafito, etc. se encuentran en la naturaleza sin combinar. Los minerales más comunes son los silicatos, donde un catión (ion con carga positiva) alterna con un radical cargado negativamente, sea silico-oxigenado o silico-alumino-oxigenado. Los ordenamientos posibles son varios y los minerales resultantes muy diferentes en apariencia y propiedades. No obstante, todos tienden a ser duros, mecánicamente resistentes, inertes y de peso específico bajo. La unidad de los silicatos es el tetraedro de O y Si, con carga negativa (SiO 4 )2-, es decir, un ión Silicio empaquetado en el centro de un grupo de cuatro iones Oxígeno. Cada ión Oxígeno contribuye con una de sus dos cargas negativas a la neutralización de las cuatro cargas positivas del Silicio y la carga resultante del grupo tetraédrico es entonces 4 - = Si4++ 4O2- = (SiO)4-

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Este radical alterna con cationes a fin de neutralizar su carga, por ejemplo el Olivino Mg 2 (Si O 4 ) = Mg 2 2++ (Si O)-4 Otros silicatos presentan radicales mucho más complejos, como es el caso de las micas. Los carbonatos son formados por un radical carbonato (CO 3 )2- y cationes como Ca2+, Mg2+, o Fe2+. Estos minerales son típicamente solubles, blandos y de bajo peso específico. Otra clase importante de minerales es aquella en la cual el ion O2- y un hidroxilo (OH)(o ambos) se combinan con cationes, por ej.: la hematita (Fe 2 O 3 ). Estos óxidos, hidróxidos y óxidos hidratados son a menudo color oscuro, resistentes mecánicamente y químicamente y de elevado peso específico.

Minerales de arcilla Las arcillas son los minerales de principal importancia desde el punto de vista ingenieril. El término arcilla describe desde un grupo de minerales con tamaño de grano menor de dos micras hasta un conjunto de propiedades. La importancia de las arcillas se basa en las propiedades de las mismas en presencia de agua, que pueden provocar condiciones riesgosas en las obras apoyadas sobre ellas. Pero también pueden ser usadas como lubricante en perforaciones, núcleos impermeables en presas y un importante recurso industrial. Los minerales de arcilla se construyen mediante unidades simples pero que pueden conformar diferentes estructuras e incorporar agua y adsorber iones positivos. En la tabla siguiente se presentan los principales minerales arcillosos. PRINCIPALES MINERALES ARCILLOSOS __________________________________________________ Minerales 1 : 1 (simple capa)

Minerales 2 : 1 (doble capa)

__________________________________________________ Caolinita

Montmorillonita Illita Vermiculita __________________________________________________

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Minerales formadores de rocas Los principales minerales formadores de rocas se han colocado en la tabla correspondiente. MINERALES FORMADORES DE ROCAS ______________________________________________________________ Minerales Rocas ____________________________________________ Igneas Sedimentarias Metamórficas ______________________________________________________________ Feldespatos x + x Cuarzo + x x Olivino + Piroxenos (augita) + + Anfíboles (hornblenda) + + Mica + + Calcita x + Dolomita x + Oxidos de hierro + + + Arcilla x Yeso, anhidrita + Halita + Apatita + _______________________________________________________________ x: comunes y a veces dominantes +: comunes y localmente abundantes

Minerales perjudiciales para la práctica ingenieril Un número pequeño de minerales agrupados en rocas, produce problemas especiales como contaminación, meteorización rápida, hinchamiento, ataque químico a las rocas adyacentes, comportamiento deleznable en hormigones y fricción muy baja. Algunos de estos minerales son muy difíciles de reconocer, pero el ingeniero debe estar atento a los nombres cuando se los cita en un informe geológico. Solubles: Calcita, dolomita, yeso, anhidrita, halita, zeolitas Inestables: Marcacita y pirrotina (SFe) Potencialmente inestables: Nontronita (montmorillonita rica en Fe), nefelina, leucita, micas ferrosas. Que producen ácido sulfúrico al meteorizarse: Pirita, pirrotina, otros sulfuros Con muy bajo coeficiente friccional: Arcillas, talco, serpentina, clorita, micas, grafito, molibdenita Potencialmente expansivos:

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bentonita (montmorillonita) anhidrita, vermiculita Que reaccionan o interfieren con el cemento: Opalo, vidrio volcánico, yeso, zeolitas, micas

IDENTIFICACION DE LOS MINERALES MAS COMUNES MINERALES CON BRILLO METALICO NOMBRE

LIMONITA Fe 2 O 3 , nH O HEMATITA Fe 2 O 3 MAGNETITA Fe 3 O 4 PIRITA FeS 2 GALENA PbS

COLOR

BRILLO

RAYA

Marrón, negro, amarillo

Sub-metálico a Terroso

Marrón, amarilla

Rojo oscuro, gris acerado

Metálico a terroso

Rojo oscuro

Gris acerado, negro

Metálico

Negro

Dorado, amarillo

Metálico

Negro verdoso

Gris plomo

Metálico

Gris

DUREZA

1a4 1a6

CLIVAJE

FORMA

PROPIEDADES

Masiva, masas redondeadas Micácea a masiva

Se magnetiza con el calor Magnética al ser calentada

Indistinto

Granular a masivo

Fuerte atracción por campos magnéticos

No

Cubos, caras de 5 lados

Estrías en caras cristalinas

Muy perfecto

Cristales cúbicos y octaedros

Alto peso específico (7,58)

No Ocasional, como mica

5,5 a 6,5 6 a 6,5 2,5

MINERALES CON DUREZA BAJA (Dureza de 1 a 3: Pueden rayarse con la uña) NOMBRE

CAOLINITA Silicato Cjo. YESO SO 4 Ca, 2H O MUSCOVITA Silicato Cjo. BIOTITA Silicato Cjo. HALITA ClNa

COLOR

BRILLO

RAYA

Blanco, marrón, gris

Terroso

Blanco

Incoloro, blanco, rosa, gris

Vítreo, perlado

Blanco

Incoloro

Perlado

Blanco

Marrón a negro

Vítreo

Gris claro a marrón

Gris, incoloro, azul

Vítreo

Blanco

DUREZA

1 2 2,5 a 3 2,5 a 3 2

CLIVAJE

FORMA

PROPIEDADES

Masiva, masas redondeadas Micácea a masiva

Se magnetiza con el calor

Indistinto

Granular a masivo

Fuerte atracción por campos magnéticos

No

Cubos, caras de 5 lados

Estrías en caras cristalinas

Muy perfecto

Cristales cúbicos y octaedros

Alto peso específico (7,58)

No Ocasional, como mica

Magnética al ser calentada

MINERALES CON DUREZA MEDIA (Dureza de 3 a 5: Pueden rayarse con cuchillo, no con la uña) NOMBRE

CALCITA CO 3 Ca DOLOMITA (CO 3 ) 2 CaMg ANHIDRITA SO 4 Ca FLUORITA F 2 Ca

COLOR

Incoloro a varios

BRILLO

RAYA

DUREZA

Vítreo

Blanco

3

Incoloro, blanco, rosa

Vítreo

Blanco

3,5 a 4

Incoloro, blanco, gris azulado

Vítreo

Blanco

3-4

Verde, amarillo, violeta…

Vítreo

4

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CLIVAJE

3 perfecto en ángulos no rectos 3 perfecto en ángulos no rectos Perfecto Perfecto

FORMA

PROPIEDADES

Masiva rómbica

Efervescencia en ácidos débiles y fríos

Masiva rómbica

Efervescencia en ácidos débiles y tibios Incremento de volumen al hidratarse Se ilumina al ser calentada

Masiva Masiva o en cubos


MINERALES CON DUREZA ALTA (Dureza mayor a 5: No pueden rayarse con la hoja de un cuchillo) NOMBRE

HORNBLENDA Silicato Cjo. AUGITA Silicato Cjo. FELDESPATO K(AlSi 3 O 8 ) CUARZO SiO CALCEDONIA SiO OLIVINO (FeMg) 2 SiO 4 PLAGIOCLASA Silicato Cjo.

COLOR

Negro a verde oscuro

BRILLO

RAYA

DUREZA

CLIVAJE

FORMA

2 perfecto en ángulos no rectos 2 perfecto en ángulos rectos

Masivo cristales elongados Masivo cristales tabulares Clivaje fragmentos masivos Masiva cristalino, prismas Masivo, incrustación en capas Granular masivo

Importante formador de rocas

Fragmentos con clivaje

Importante formador de rocas

Vítreo

Gris, verde

5a6

Vítreo

Gris, marrón verdoso

5a6

Blanco, gris, rosado

Vítreo perlado

Blanco

6

2 perfecto en ángulos rectos

Blanco, varios colores

Vítreo

Blanco

7

No

Ceroso

Blanco

7

No

Vítreo

Blanco

6,5 a 7

No

Vítreo

Blanco

6

Verde a negro

Bla,co, rojo, negro, bandeado Verde Blanco, gris

2 en ángulos casi rectos

PROPIEDADES

Importante formador de rocas Nódulos en limonitas Apariencia sacaroide

_______________________________ ATENCION Este documento acaba de ser digitalizado. Si se advierten errores u omisiones, por favor, hacerlo notar al correo ernesto.g.abril@gmail.com

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GEO1-TP1-MINERALES  

Primera versión digital de la guía de Tema de Trabajos Prácticos de GEOLOGIA PARA INGENIEROS. Universidad Nacional de Córdoba.

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