Origen y Propiedades de Rocas y Minerales: Una Perspectiva Geológica

Origen de las Rocas

Rocas Magmáticas

Las rocas magmáticas se forman a partir del material fundido (magma) que se enfría y solidifica. Este enfriamiento puede ocurrir en el interior de la Tierra (proceso lento) o en la superficie (proceso rápido).

Rocas Metamórficas

Las rocas metamórficas (consideradas secundarias en este contexto) surgen por la alteración de rocas preexistentes. Los factores que influyen en esta transformación incluyen el contacto con el magma, las variaciones de temperatura y presión, los movimientos de las placas tectónicas y los plegamientos.

Si el origen de la roca es externo, se clasifica como roca sedimentaria.

Minerales

Los minerales son sustancias de origen natural e inorgánico, generalmente sólidas, con una composición química definida (representada por una fórmula química). Son homogéneos, lo que significa que cualquier porción del mineral mantiene la misma estructura química y las mismas propiedades. Los minerales suelen encontrarse en estado cristalino (con partículas ordenadas) o amorfo (sin orden interno). Una roca es una agrupación de minerales; como no están en proporciones fijas, no tienen una fórmula química definida. Los minerales nativos son aquellos en cuya composición interviene un solo elemento químico.

Propiedades Cristalinas (Sólidos)

• Homogeneidad: Presentan idénticas propiedades en todas las direcciones.
• Periodicidad: Poseen una estructura base que se repite en todo el volumen, denominada celda unidad. Existen 7 sistemas cristalinos, cada uno con una celda unidad característica, y 14 tipos de redes de Bravais.
• Anisotropía: Bajo las mismas condiciones, las propiedades vectoriales pueden variar.
• Simetría: Presentan simetría en su celda unidad, que varía según el tipo de red. Puede ser respecto a planos especulares, ejes o un centro.
• Centro de Simetría: Punto interior al cristal tal que cualquier recta que pase por él corta a dos puntos equidistantes en la superficie del cristal.

Los cuerpos amorfos, en cambio, no presentan periodicidad ni simetría. Sin embargo, pueden ser homogéneos o no, y normalmente son isótropos (presentan las mismas propiedades en todas las direcciones).

Propiedades de los Minerales (Amorfos y Cristalinos)

Propiedades Mecánicas

• Dureza
• Tenacidad
• Plasticidad
• Elasticidad
• Maleabilidad

Propiedades Ópticas

• Color
• Brillo
• Diafanidad
• Reflexión
• Refracción (incluyendo la birrefringencia)

Propiedades Magnéticas

Capacidad de ser afectados por campos magnéticos (imanes).

Propiedades Eléctricas

Pueden ser conductores, semiconductores o no conductores de electricidad.

Radiactividad

Algunos minerales presentan átomos inestables en su composición.

Propiedades Químicas

• Polimorfismo: Misma composición química, pero diferente estructura cristalina y, por lo tanto, diferentes propiedades.
• Isomorfismo: Diferente composición química, pero propiedades similares y la misma estructura cristalina.
• Pseudomorfismo: Minerales que se presentan con una apariencia que no corresponde a sus características estructurales.

Génesis Magmática

Las rocas de origen magmático proceden del enfriamiento y solidificación de un magma. Se clasifican en tres tipos principales:

• Rocas Plutónicas: (Ejemplos: granito, sienita). Se forman por enfriamiento lento en el interior de la corteza terrestre, a profundidades variables. Las altas temperaturas y presiones permiten la cristalización completa de los minerales, generando cristales grandes y una textura de grano grueso. Se clasifican según la proporción de sílice: ricas en sílice (ácidas) o pobres en sílice (básicas).
• Rocas Volcánicas: (Ejemplos: basalto, andesita, riolita, obsidiana, piedra pómez). Se forman por enfriamiento rápido del magma en la superficie terrestre, a temperaturas y presiones más bajas. Esto puede impedir la cristalización completa de los minerales. Se pueden producir varias texturas: vítrea (cuando apenas hay tiempo para la cristalización) o porfídica (cristalización parcial). Generalmente, las fracciones más pobres en sílice son las que cristalizan de forma porfídica.
• Rocas Filonianas: (Ejemplos: pegmatita, aplita, pórfido). Se forman en yacimientos en forma de grietas, a profundidades variables. El enfriamiento a mayor temperatura produce grano grueso, mientras que a mayor profundidad se genera una textura porfídica o aplítica.

Series de Bowen

Las series de Bowen describen el orden de cristalización de los minerales en un magma a medida que se enfría.

• Serie Continua: Todos los minerales pueden coexistir en el mismo espacio y tiempo. Un ejemplo es la serie de los silicatos ricos en calcio y sodio (plagioclasas). Así, podemos encontrar en una misma área plagioclasa cálcica y feldespato potásico.
• Serie Discontinua: Los minerales ya formados se vuelven inestables al descender la temperatura o la presión, y reaccionan con el magma residual para formar el siguiente mineral de la serie. Este es el caso de los silicatos ricos en hierro y magnesio.