Métodos del reconocimiento de minerales y rocas

Objetivos

Esta practica tiene como objetivo el reconocimiento de algunas rocas y minerales. Para ello se les da una síntesis de los conceptos más importantes para describir una roca.

Introducción

Generalmente existen tres formas de analizar un mineral o una roca:

1) Métodos macroscópicos

2) Métodos microscópicos

3) Métodos geoquímicos

El reconocimiento macroscópico es el método más simple y más económico. En un reconocimiento microscópico se utiliza un microscopio especial y una muestra preparada (lámina delgada). Los análisis químicos se realizan en laboratorios especiales.

1_Métodos macroscópicos

Solo con los ojos y algunas herramientas se describe una roca. Las herramientas son: lupa, martillo, ácido clorhídrico, un trozo de vidrio. Se describe: textura, fabrica, color, densidad, dureza, brillo, morfología, exfoliación (fracturamiento), tipos de minerales, etc.

Descripción de rocas:

1. Generalidades:
1a) Color	Color general		café, amarillo, bicolor blanco-negro...
1b) Peso	El peso específico general		liviano, normal, pesado
1c) fracturamiento	Manera como se rompe la roca		irregular, regular, laminar, cúbico, superficie lisa, áspera
1d) dureza	dureza general		blando, normal, duro
2. Textura / estructura
2a) cristalinidad:		tamaño, visibilidad de los cristales (componentes)	macrocristalino / fanerítico microcristalino / afaneritico criptocristalino, amorfo hialino
2 a1) Tamaño absoluto de los granos		tamaño en mm	grano muy grande grano grande grano mediano grano fino compacto
2b) distribución del los tamaños		todos iguales o existen diferentes diámetros	equigranular heterogranular (textura porfídica) irregular
2c) forma de los cristales / de los granos		magnitud de la forma "original" cristalina de los componentes	idiomorfo hipidiomorfo xenomorfo
2d) Magnitud de la cristalización		cristal o vidrio ?	holocristalino hemicristalino amorfo - hialino
3a) orientación de los componentes		con / sin orientación preferida	isotropo (sin orientación) anisotropo: estratiforme, fluidal, esquistosa, plegada
3b) ocupación del espacio		porosidad	compacto poroso: pumítica, espumosa, esferulítica
3c) Límites de los componentes		Análisis del conjunto	normal, regular alterado soldados
3d) Tipos de granos		cristales o fragmentos	cristales fragmentos: minerales, rocas: textura clastica
4) Minerales		componentes: contenido modal	componente principal componente secundaria Minerales especiales

2_ Métodos microscópicos

3_Análisis químicos

Existen varios tipos de análisis geoquímicos. Los más importantes son la fluorescencia de rayos X y la difractometría. En ambos casos se usan equipos especiales y una preparación de la muestra es necesario.

La fluorescencia de rayos X: Permite una análisis por elementos químicos. Como resultado sale un listado de los elementos químicos principales (SiO₂, Al₂O₃, FeO, MgO, ...), los elementos de traza (Ba, Sr, U, Cu, ...) y las tierras raras (Y, Nb..). Los elementos químicos principales salen en % , los otros en ppm (partes por millones).

La difractometría: Como resultado salen listados de los contenidos en minerales de la muestra. Algunas veces se puede hacer una análisis semi-quantitiva. Se puede detectar con este método todos los minerales con estructura cristalina especialmente se aplican la difractometría para los minerales arcillosos.

Textura de las rocas

Definiciones:

Textura Modo de construcción de la roca, describe las relaciones entre los componentes, que construyen la roca.

Fabrica Disposición espacial de los componentes de una roca. Componentes se llama a grupos de minerales idénticos o elementos estructurales idénticos.

Estructura Denomina fenómenos como pliegues, vetas, diaclasas, fenómenos de segregación etc. En los libros de la 'Geología Física` de STRAHLER (1992) y LEET & JUDSON (1968) textura se refiere a los términos ingleses 'Texture' y 'fabric'. Textura se deriva del latin textus: tejido. Entre la textura de una roca visible macroscópicamente, su posición geológica y el lugar de su formación existen a menudo relaciones muy estrechas.

Textura Significa el modo de construcción de la roca y describe las relaciones entre las componentes constituyendo la roca. 'Textura' es determinada por la forma de los componentes minerales y por las relaciones geométricas de ellos. Los parámetros principales de 'textura' son

1. la forma del grano

2. la granulidad

3. la cristalinidad.

1.La forma del grano puede ser

	- idiomorfa: forma propia, la idiomorfía se muestra a través de las formas rectas de los bordes de los granos, p.ej. granates idiomorfos en una micacita con granate.
	- hipidiomorfa: forma entre forma propia y forma ajena p.ej. las hipidiomorfas plagioclasas en los granitos.
	- xenomorfa: forma ajena por ejemplo los xenomorfos cuarzos en los granitos.

Otros términos para describir la forma de un mineral son:

- isométrica: en todas las direcciones del espacio +/- regularmente extendido.

- euhedral (los minerales presentan algunas señales de cristales), cúbico, prismático, columnar, entallecido (stengelig), acicular (nadelig), fibroso, tabular, hojoso, escamoso (schuppig).

- angular, redondeado en varios grados, elipsoidal, globular se emplea para los granos detríticos de sedimentitas clásticas.

Para describir la forma de los bordes de los granos se emplea términos como: rectilineo, curvado, arqueado, interrumpido, de forma amíbica, dentado, serrado, deshilachado, dendrítico, esquelético.

2. La granulidad

A base del tamaño de los cristales se subdividen las rocas y se distinguen:

2.1 La dimensión absoluta

Para las rocas cristalinas se emplea la clasificación siguiente según MATTHES (1987):

Subdivisión	Diámetro (mm)	Cantidad de granos por cm²
.	> 33	< 1
de grano grande	33-10	< 1
de grano grueso	10-3,3	1-10
de grano medio	3,3-1,0	10-10²
de grano pequeño	1,0-0,3	10²-10³
de grano fino	0,33-0,1	10³-10⁴
denso, afanítico	0,1-0,033	10⁴-10⁶
Microcristalino	0,033 - 0,001	> 10⁶

Una clasificación común de los sedimentos clásticos para las dimensiones de los granos es la siguiente según Wenthworth (izq.) y DIN respectivamente(DIN: Deutsche Industrie Norm - Norma alemana industrial):

2.2 La distribución del tamaño relativo de los granos o las proporciones de los granos

Se distingue una distribución de granos del mismo tamaño, p.ej. en los granitos. una distribución de granos de todos los tamaños, p.ej. en una grauvaca. una distribución irregular de tamaños de granos. Variación serial se llama a una variación linear de los granos de un valor máximo a un valor mínimo. Variación irregular y hiatal se llama a una variación no linear de los granos.

Textura porfídica

Muchas vulcanitas están caracterizados por una textura porfídica y presentan la variación hiatal y irregular de tamaños de granos: Cristales grandes (idiomórficos) flotan en una masa microcristalino / criptocristalino.

¿Cómo se produce esta textura? Los primeros cristales crecidos son idiomorfos, de mayor tamaño, son las llamativas inclusiones que crecen sin impedimentos y poco a poco y están envueltos por una masa de grano fino de los cristales que se han formado por un cambio rápido posterior de temperatura.

La textura porfidoblástica es típica para muchas metamorfitas. En el caso de las metamorfitas se ha favorecido el crecimiento de uno o de otro tipo de mineral respecto a los restantes bajo condiciones físicas o químicas del metamorfismo.

En la medición de los tamaños de granos de secciones transparentes y pulidos los cortes de los granos generalmente no corresponden al diámetro máximo de los granos. En el caso de relaciones geométricas simples (formas simples de granos) el tamaño verdadero puede calcularse, en el caso de las formas complejas de la mayoría de las magmatitas y metamorfitas solamente mediciones numerosas garantizarían un calculo exacto del tamaño verdadero de los granos. En la sección transparente puede determinarse los valores máximos y mínimos de cada tipo de mineral y estimar un promedio de los cortes de granos como tamaño aparente de grano supuesto que las formas de granos sean simples. Un tamaño medio puede deducirse p.ej. de la cantidad de todos los granos que ocupan un área distinta, por ejemplo un área de 1cm².

3. La cristalinidad

Se describe por el grado en lo cual la propiedad cristalina está desarrollado (3.1) y por el grado en lo cual la roca es cristalina (3.2).

3.1 Para el grado

En lo cual la propiedad cristalina está desarrollado se describe por los tamaños de los cristales y se emplea los términos siguientes:

- macrocristalino, fanerocristalino, faneritíco: los cristales/granos son macroscópicamente visibles.

- microcristalino: los cristales/granos son visibles por medio de un microscopio.

- criptocristalino: hay que llevar a cabo un análisis estructural por rayos X para verificar la cristalinidad de los componentes minerales.

- afanítico: microcristalino y criptocristalino (tamaño de granos <0.001mm=1µm)

- amorfo: sin estructura cristalina.

3.2 El grado de cristalinidad

Se describe por los términos siguientes:

- holocristalino: Todos los componentes que construyen la roca son cristales, por ejemplo granito, diorita y otras rocas plutónicas.

- hemi-, hipocristalino: La roca se constituye de componentes cristalinos y amorfos como riolita o dacita y otras rocas volcánicas.

- hialino: Todos las componentes constituyendo la roca son amorfos, p.ej. los vidrios volcánicos como la obsidiana.

La obsidiana fresca es una roca negra translucida en las aristas más delgadas y con fractura concoidea. La obsidiana fresca contiene menor de 3 - 4% de peso en agua. La obsidiana con mayor de 3 - 4% de peso en agua se denomina 'Pechstein'. La obsidiana tiende cristalizarse o desvitrificarse y recibir agua durante los periodos geológicos. En general los vidrios rocosos son prácticamente desconocidos en edades anteriores a 225 Ma (anteriores al paleozoico y al precámbrico). Típica para la obsidiana envejecida es la estructura perlítica, que ocasiona la descomposición de la roca en bolitas y fragmentos de mm o cm de tamaño a causa de las grietas de contracción irregular. A partir de las grietas y de las burbujas diminutas (las bolitas) se inicia la desvitrificación. Primero se forman cristales microscopios de cuarzo, cristobalitas y feldespato y se puede observar un crecimiento ordenado de cristales en forma de fibras radiales (= esferulitas). La obsidiana desvitrificada se llama 'Pechstein', la obsidiana caracterizada por las esferulitas se llama perlita.

Fábrica se llama a la disposición espacial de los componentes construyendo la roca. Para describir la 'fábrica' se considera:

1. La orientación de los componentes.

2. La distribución de los componentes.

3. El grado de ocupación en el espacio.

1. La orientación de los componentes

Se distingue orientación irregular, roca isotrópica, p.ej. granito, diorita. Orientación de los componentes, roca anisotrópica, por ejemplo micacita, filita. La textura fluidal en muchas vulcanitas se expresa por cristales orientados según el flujo de magma o por estratos de distintas texturas o composiciones mineralógicas. Se distinguen los estratos laminares y plegados. Los estratos planares originan de una corriente laminar en el magma moviéndose. Los estratos plegados manifiestan una transición entre un flujo puramente laminar y un flujo turbulento por ejemplo debido a un obstáculo como un bloque rocoso incorporado en el magma o un impedimento - por ejemplo tipo resalto - en el camino, que sigue el magma en la superficie. La textura fluida origina del enfriamiento, mientras que las corrientes de lava fluyen sobre la superficie terrestre o sobre el fondo de mar e indica la estructura interna del flujo del magma viscoso durante su emplazamiento o su movimiento sobre la superficie terrestre. Para delinear una orientación particularmente los componentes son apropiados cuya formación sea especialmente laminar, tabular, acicular, fibrosa, por ejemplo la mica que principalmente produce la estructura hojosa de la micacita.

2. La distribución de los componentes

Se describe por los términos siguientes: homogénea, por ejemplo una caliza pura y densa o una diorita equigranular de grano medio. No homogénea: La distribución de los componentes está influida por la variación en el tamaño de los componentes (variación pequeña = roca homogénea, variación grande = roca no homogénea) y por la posición de los componentes. Las inhomogenidades de situación surgen especialmente por los cambios de material y del tamaño de los granos en las sedimentitas p.ej., a estos cambios se llama estratificación. Otros ejemplos para rocas no homogéneas son las rocas metamórficas con bandeamiento como los gneises.

3. La ocupación del espacio se describe por los términos

compacto

poroso

Las estructuras porosas muy estrechamente están extendidas entre las vulcanitas y las piroclásticas (los materiales volcánicos expedidos en erupciones). El gas disuelto en la lava liquida se dilata a causa de la liberación espontánea de presión durante la erupción y convierte a la lava prácticamente en espuma. Durante la solidificación se forma una roca repleta de huecos similares a burbujas.

La porosidad se observa también en las sedimentitas.

Rocas porosas son muchas vulcanitas y piroclásticas.

Rocas compactas son especialmente las plutonitas y las metamorfitas.