Este documento describe los procesos de cristalización y los ambientes petrogenéticos. Explica que la materia mineral puede ser amorfa o cristalina, y que los cristales se forman por procesos como la solidificación, precipitación o sublimación. También clasifica los minerales y rocas, y describe los ambientes ígneo, metamórfico y sedimentario donde se forman.

1. Tema 4
La materia mineral:
CRISTALIZACIÓN Y AMBIENTES
PETROGENÉTICOS

2. 4.1 LA MATERIA MINERAL
La materia en la Tierra se encuentra en los tres estados conocidos:
sólido, líquido y gaseoso. La materia mineral es la materia sólida de
la Tierra, y por extensión la de los otros planetas
Los elementos más abundantes en la
Tierra son el Fe, el O y el Si, mientras que
en la corteza son el O, Si y el Al
Los elementos químicos
forman compuestos que
son los minerales y la
agregación de minerales
da lugar a las rocas

3. La materia mineral de la Tierra puede aparecer de dos formas:
a) Materia amorfa o vítrea : Los elementos químicos que la
constituyen están dispuestos al azar, sin ningún orden periódico.
Por ejemplo obsidiana, ópalo o limonita
b) Materia cristalina: sus constituyentes están ordenados
periódicamente en el espacio formando una estructura interna
cristalina

4. Un cristal es un sólido orgánico o inorgánico, con estructura
interna ordenada y una composición química definida, que puede
ser de origen natural o sintético
Todos los minerales son cristales, pero no son minerales todos los
cristales
La formación de los cristales se denomina cristalogénesis. El
primer paso en el desarrollo de un cristal es la sobresaturación de
la solución o el fundido a partir del que se forma; a continuación
comienza la nucleación o formación de un núcleo que sirve de
semilla del cristal y, después, el crecimiento cristalino por
sucesivas uniones de átomos al núcleo del cristal.

5. Un monocristal es un cristal individual que se forma a partir de
un núcleo sin sufrir interrupción y mantiene la misma dirección
de crecimiento.
Es frecuente que en el proceso de crecimiento se formen
agregados cristalinos como las drusas y las geodas

6. La formación de nuevos cristales tiene lugar por:
- Solidificación a partir de un material fundido. Debe ser un
enfriamiento lento para que se formen correctamente
- Precipitación: a partir de una disolución por múltiples factores
como cambios en el pH, sobresaturación etc
- Sublimación: a partir de un gas como cristales de hielo a partir de
vapor de agua
Existen otros dos procesos que representan la formación de cristales
por transformaciones en estado sólido de cristales previos:
- Recristalización: aumento de tamaño de un cristal , al añadirse
más elementos químicos
- Reajuste mineralógico : formación de un nuevo cristal por
reorganización de los componentes de un cristal preexistente

7. 2.- LOS MINERALES
Un mineral es una sustancia sólida, elemento o compuesto químico,
de composición definida o que varía entre ciertos límites, inorgánica,
de origen natural, con una estructura cristalina definida.
Los minerales polimorfos son minerales con la misma composición
química y distinta estructura interna cristalina. Presentan
propiedades muy diferentes. Como por ejemplo el diamante y el
grafito , ambos compuestos por carbono puro.
Los minerales isomorfos son minerales con una misma estructura
cristalina pero con distinta composición química. Cuando la
proporción de impurezas es muy diferente , tenemos que definir dos
especies minerales distintas aunque tengan la misma estructura
cristalina

8. Definimos serie isomorfa a la variación gradual por sustitución
progresiva de uno de sus átomos en minerales que mantienen la
misma estructura cristalina. Como en la serie isomorfa de las
plagioclasas

9. 2.1 CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES
Dos criterios
a) Según la composición química ( clasificación químico-estructural)

10. b) Según se presenten o no en rocas
Se denominan minerales petrogenéticos a los minerales que
forman las rocas. Se dividen en minerales petrogenéticos
silicatados y no silicatados.
b.1 ) silicatados
Los silicatos son los minerales que forman mayoritariamente las
rocas. Están formados esencialmente por silicio y oxígeno, a los
que se asocian, normalmente, algunos cationes
La unidad estructural básica es el grupo( SiO4) 4- que se disponen
formando un tetraedro con el silicio en el centro

11. A su vez se clasifican según el número de tetraedros que están
unidos en la estructura mineral:
a) Neosilicatos: un solo tetraedro: andalucita, granate y olivino
b) Sorosilicatos: dos tetraedros que comparten un oxígeno:
epidota
c) Ciclosilicatos: asociación de tres, cuatro o seis tetraedros
formando anillos que comparten dos oxígenos: Berilo y
turmalina
d) Inosilicatos: Silicatos formados estructuralmente por grupos
de tetraedros unidos formado cadenas. Comparten dos átomos
de oxígeno con sus vecinos Pueden ser:
- Cadena sencilla como los piroxenos ( augita)
- Cadena doble: como los anfíboles (hornblenda)
e) Filosilicatos: láminas en las que todos los tetraedros
comparten tres oxígenos: micas (biotita o moscovita) , talco o
minerales de arcilla (caolinita y sepiolita)

12. a) neosilicatos
granate
olivino
b) Sorosilicatos
Epidota

13. c) Ciclosilicatos
Berilo
turmalina
d) Inosilicatos
Augita hornblenda

14. e) Filosilicatos
biotita
moscovita talco
caolinita
sepiolita

15. f) tectosilicatos: Disposición tridimensional de tetraedros que
comparten todos sus oxígenos. Pertenecen a este grupo el cuarzo y
los feldespatos como la ortosa.
b.2) No silicatados
a) carbonatos, los minerales principales son la calcita y la dolomita
b) sulfatos: yeso y anhidritas
c) Haluros: halita o sal gema
d) Fosfatos : apatito
c) Minerales no petrogenéticos
Importantes son la pirita( FeS2), blenda(ZnS) , oligisto(Fe2O3),
bauxita (Al2O3)o el bórax (Na2B4O7)

16. f) tectosilicatos
cuarzo
ortosa
carbonatos
calcita
dolomita

17. sulfatos
yeso
anhidritas
Haluros
halita
fosfatos
apatito

18. 3.- YACIMIENTOS MINERALES Y APLICACIONES DE LOS CRISTALES
Se denomina yacimiento mineral a las acumulaciones naturales de
minerales no petrogenéticos que, por su volumen o contenido,
pueden ser tomadas en consideración para una explotación
económicamente rentable
En un yacimiento se denomina mena al mineral o minerales que se
explotan por su interés económico y a partir del cual o de los cuales
se extrae algún elemento químico o compuesto necesario en la
industria
Se denomina ganga al conjunto de minerales que no se utilizan
económicamente. Formará parte de la escombrera o residuo sin
aprovechar de las minas.
La explotación de los yacimientos se
puede realizar a cielo abierto,
realizando cortas o mediante
explotaciones subterráneas o minas

19. Los minerales o cristales naturales constituyen las materias primas a
partir de las cuales se obtienen todos los materiales que utilizamos en
nuestra vida diaria.
Se utilizan para
- metalurgia: se utilizan minerales metálicos y sus aleaciones o
mezclas. Por ejemplo el acero es una aleación de hierro y carbono
- Industria cerámica: monocristales de sílice , utilizados como
semiconductores en la construcción de paneles fotovltaicos
- Piedras preciosas: Es un mineral que tiene belleza durabilidad y
rareza. Ejemplo diamante, esmeralda, zafiro
Las piedras semipreciosas tienen una o dos de estas cualidades.
Ejemplo . Amatista o la turquesa

20. 4.- AMBIENTES PETROGENÉTICOS
Los ambientes petrogenéticos son zonas de la Tierra donde se
producen los procesos geológicos que dan como consecuencia la
formación de minerales y rocas. Cada ambiente está caracterizado
por unas condiciones de presión y temperatura
Los ambientes petrogenéticos son:
a) Ígneo o magmático: Se caracteriza por presiones y
temperaturas hacen fundir las rocas y dan lugar a los magmas.
La solidificación de ese magma produce las rocas ígneas o
magmáticas, compuestas fundamentalmente por silicatos
b) Metamórfico: se caracteriza por presiones y temperaturas
intermedias, que no producen fusión, sino transformaciones en
estado sólido( Reajustes mineralógicos y transformaciones
polimórficas)
c) Sedimentario .Los sedimentos se forman por procesos
geológicos externos y las rocas se forman por precipitación ,
transformaciones y recristalización

21. Las rocas son agregados de minerales. El término agregado
significa que los minerales que las constituyen están unidos de
manera que conservan las propiedades de cada uno, es decir, las
rocas son mezclas heterogéneas de sustancias.
Tres tipos de rocas:
Ígneas
Sedimentarias
Metamórficas

22. El ciclo de la rocas