UNITAT 2MATERIALS TERRESTRES: ROQUES I MINERALShttp://www.youtube.com/watch?v=0_Am89QH7Wk&feature=related

PREGUNTES PRÈVIES

1. Saps per què hi ha diferents tipus de roques? 2. Quines diferències hi ha entre un mineral i una

roca? 3. Si vas d’excursió a la muntanya i trobes un

mineral d’aspecte vitri, quines proves li faries per saber quin és?

4. Coneixes algunes aplicacions de les roques? Explica-les.

5. Fes una llista dels materials que s’han utilitzat per construir las casa on vius.

1. ELS MINERALS

Definició: materials sòlis, inorgànics i d’origen natural que tenen una composició química determinada i una estructura atòmica ordenada.

Mecanismes de formació: Cristal·lització a partir de fluids evaporació del

solvent, refredament del magma o sublimació de vapors.

Transformació en estat sòlid a partir d’un o més minerals per canvis de P i T.

2. PROPIETATS FÍSIQUES DELS MINERALS Hàbit: forma externa en què està

cristal·litzat. Ex: prismàtic, columnar. Densitat: relació entre la massa i el volum

(g/cm3). Punt de fusió: T a la qual es fon un mineral Duresa: resistència de la superfície a ser

ratllada. Es compara amb l’escala de Mohs. Tenacitat: resistència a ser trencat o

deformat.

Fractura: aspecte en trencar-se. Exfoliació: trencar-se en làmines. Color: no és fiable, perquè alguns minerals

presenten diversos colors. Ratlla de color: color del mineral polvoritzat al

ratllar porcelana. Lluïssor: aspecte en reflectir la llum. Metàl·lica, no

metàl·lica i mat. Birefrigerància: desdoblament de la llum en

travessar el mineral. Ex: calcita. Magnetisme: comportament davant d’imants de Fe,

atracció (magnetita) o repulsió. Conductivitat: comportament com a conductors

elèctrics, conductors (metalls) o no conductors.

CLASSIFICACIÓ DELS MINERALSNOM COMPOSICIÓ EXEMPLES

Elements natius Un sol element químic Cu, Au, Ag

Sulfurs Combinacions sense O d’element metàl·lics amb S

Pirita, galena, cinabri, blenda, calcopirita

Halurs Combinacions de metalls amb elements halògens (Fl Cl)

Halita, silvina, fluorita

Òxids i hidròxids Combinacions de metalls amb O o OH

Limonita, magnetita, oligist o hematites

Carbonats, nitrats i borats Combinacions d’oxisals amb metalls

Calcita, malaquita

Sulfats, cromats, molibdats i wolframats

Combinacions d’oxisals amb metalls

Guix

Fosfats, arsenats i vanadats

Combinacions de P, Ar o V amb O

Apatita

Silicats. Els més abundants (escorça terrestre)

Combinacions de tetaedres de Si (SiO4

4-).Quars, ortosa, mica

3. LES ROQUEShttp://www.youtube.com/watch?v=nUFugQPBAk4

Definició: agregats de minerals essencials i accessoris.

TIPUS DE ROQUES

ÍGNIESRoques endògenes,

formades per solidificació del

magma

METAMÒRFIQUESRoques endògenes, formades a partir

d’altres roques per altes P i T

SEDIMENTÀRIESRoques exògenes,

formades per erosió,transport i sedimen-

tació.

3.1 Roques ígnies o magmàtiques Magmatisme: refredament i solidificació del

magma. Cristal·lització seqüenciada

Reaccions contínues:

Les més abundants.

Canvi gradual de la composició dels minerals en formació

Reaccions discontínues:

Canvi brusc de la composició dels minerals en formació

Sèries de reacció de Bowen

TEXTURA: forma, mida i distribució dels minerals que formen la roca. Informa

sobre la solidificació del magma.

TEXTURA GRANULAR: cristalls delmateix volum, visibles a ull nu. Cristal·litza-

ció lenta.

TEXTURA VÍTRICA: sense cristalls.Solidificació molt ràpida.

TEXTURA AFANÍTICA: cristalls no sonvisibles a ull nu. Cristal·lització ràpida.

TEXTURA PORFÍRICA: cristalls grans visiblesa ull nu (fenocristalls) i cristalls molt petits visibles al microscopi (microcristalls). Cristal·litació lenta i

ràpida.

SIENITA (T. GRANULAR) OBSIDIANA (T. VÍTRIA)

BASALT (T. AFANÍTICA)PÒRFIR GRANÍTIC

(T. PORFÍRICA)

TIPUS DE ROQUES ÍGNIESPLUTÒNIQUES VOLCÀNIQUES FILONIANES

Solidificació lenta del magma i en profunditat en els plutons.

Solidificació ràpida del magma en la superfície terrestre.

Solidificació intermèdia del magma, cristal·lització lenta i ràpida en els filons.

Textures granulars Textures afanítiques, vítries i porfíriques.

Textures afanítiques i porfíriques.

Ex: granit, gabre, peridotita.

Ex: basalt, andesita, obsidiana, pumicita.

Ex: pòrfir granític, pegmatita.

GRANIT (PLUTÒNICA)

GABRE (PLUTÒNICA)

PERIDOTITA (PLUTÒNICA)

BASALT (VOLCÀNICA)

OBSIDIANA (VOLCÀNICA)

PUMICITA (VOLCÀNICA)

PÒRFIR (FILONIANA)

3.2 Roques metamòrfiques

Metamorfisme: transformació de les roques degut a l’augment de la pressió i la temperatura.

METAMORFISME DE CONTACTE METAMORFISME REGIONAL

Per la temperatura Per la pressió

Foliació: textura en forma de làmines, la roca es pot trencar en superfícies planes. S’utilitza per classificar les roques metamòrfiques.

Roques sense foliació

Metaformisme de contacte: els minerals recristal·litzen per l’augment de T i augmenten el V.

Les més importants són: marbre i quarsita cornubianita amfibolita migmatita

MARBRE

MIGMATITA

Roques amb foliació

Metamorfisne regional: recristal·lització dels minerals per l’augment de la P que provoca foliació.

Segons els grau de metamorfisme: pissarres fil·lites esquists gneis

_

+

PISSARRA

FIL·LITA

ESQUISTS

GNEIS

3.3 Roques sedimentàries

Com es formen? Per alteració i destrucció de roques preexistents i transformació dels sediments.

COMPONENTS O PARTÍCULES

CLASTS CRISTALLS FÒSSILS (BIOCLASTS)Fragments de

roca erosionats i transportats

Formats per precipitació

química en medi aquós

Restes esquelètiques d’éssers vius

Diagènesi: transformació dels sediments (canvis físics, químics i biològics) en roques sedimentàries.

ETAPES

COMPACTACIÓLes partícules lliures

del sediment s’ajunten pel pesdels materials superiors.

Reducció del volum, de la porositat,expulsió dels fluids i

augment de la densitat.

CIMENTACIÓFarciment dels espais buits entre les partícules amb els productes precipi-

tats que fan de ciment.Pèrdua de porositat i permeabilitat.

RECRISTAL·LITZACIÓFormació de nous minerals al reaccio-

nar les partícules del sediment amb els Ions de les aigües o per augment de la

pressió i la temperatura.

Classificació de les roques sedimentàries Roques detrítiques: formades per

acumulació de clasts disgregats, arrencats i transportats. Es classifiquen segons la mida dels clasts.

RUDITES GRESOS

Formades per graves, fragments de més de 2 mm i envoltats i cimentats per una matriu fina:

- CONGLOMERATS: clasts arrodonita

- BRETXES: clasts angulosos

LUTITES

Formades per clasts d’entre 1/16 i 2 mm (sorres):

-QUARSARENITES

-ARCOSES

-GRAUVAQUES

-CALCARENITES

Formades per clasts de mida inferior a 1/16 mm (minerals d’argila) i estan poc cimentades, es disgreguen fàcilment:

-ARGIL·LITES < 1/256 mm

-LIMOLITES 1/16 – 1/256 mm-MARGUES CaCO3

CONGLOMERATS

ROQUES DETRÍTIQUES, RUDITES

BRETXES

ROQUES DETRÍTIQUES, RUDITES

Roques no detrítiques: formades per precipitació de diferents ions minerals dissolts a l’aigua o de restes procedents d’organismes.

CARBONÀTIQUES EVAPORÍTIQUES SILÍCIES CARBONOSES

Component principal els carbonats, en forma de calcita o dolomita

- CALCÀRIES (CRETA, CALCÀRIA NUMMULÍTICA I LUMAQUEL·LA)

-DOLOMIES

Formades per precipitacions de sals.

-CALCITA

-GUIX

-HALITA

-SILVINA

Origen orgànic, formades per l’acumulació de sílice

-SÍLEX

-TRÍPOL

Contenen molta matèria orgànica.

-CARBONS (TORBA, LIGNIT, HULLA I ANTRACITA)

-PETROLI

Formació de les roques carbonàtiques Formació continental: precipitació química del

CaCO3, sobretot en aigües subterrànies. Es formen travertins i toves.

Formació marina: l’esquelet d’organismes marins fixa el carbonat i al morir s’acumulen al fons i donen lloc a fòssils. Es formen cretes, calcàries nummulítiques i lumaquel·les.

Dolomitització: part del Ca de la roca calcària és substituit pel Mg de la dissolució que l’envolta. Es formen dolomies.

Formació de roques carbonoses: carbonatització (al continent) 1ª Fase biològica acumulació de restes vegetals

al fons d’una zona pantanosa estàtica i anaeròbia. Aquestes restes són descompostes pels bacteris anaerobis, provocant un enriquiment en C. Es forma la TORBA.

2ª Fase bioquímica enterrament de la torba per l’acumulació de sediments, augment de la P i de la T. S’eliminen els volàtils i s’enriqueix el C. Es formen LIGNIT, HULLA I ANTRACITA.

Formació de roques carbonoses: la maduració del petroli (al mar) Petroli barreja d’hidrocarburs sòlids, líquids i gasosos, i de

substàncies orgàniques i inorgàniques. 1. A les plataformes continentals es diposita la matèria orgànica

(plancton) barrejada amb sediments. 2. La matèria orgànica es coberta per sediments (condicions

anaeròbiques) i es descomposta per bacteris. Es forma una pasta anomenada querogen. FASE BIOLÒGICA.

3. Enterrrament del querogen, augment de la P i la T. Es forma una barreja d’hidrocarburs sòlids, líquids i gasosos, es tracta del petroli. FASE FISICOQUÍMICA.

4. El petroli ascendeix cap a la superfície per la seva baixa densitat i la seva mobilitat. S’acumula i forma els jaciments petrolífers.

4. JACIMENTS MINERALS Definició: agregat de substàncies d’origen mineral que es troba

a l’escorça terrestre, i que és susceptible de ser explotat econòmicament. Si l’extracció no és rendible s’anomena mineralització.

Classificació segons el procés geològic que els ha originat: Jaciments filonians Jaciments de concentració magmàtica Jaciments de metamorfisme de contacte Jaciments de metamorfisme regional Jaciments de sediment estratiformes Jaciments d’oxidació i enriquiment supergènic Jaciments de sublimació

JACIMENTS FILONIANS

Filons Estructures planes, relacionades amb fractures (falles o diàclasis).

Ascenció de solucions hidrotermals procedents de les últimes fases de solidificació d’un magma.

Precipitació dels ions, formant una gran varietat de minerals com Pb, Zn, Ba, Fl, Cu, Fe…

JACIMENTS DE CONCENTRACIÓ MAGMÀTICA Concentració de minerals durant la

solidificació d’un magma. En les primeres etapes es formen roques

bàsiques amb minerals de Cr, Fe (magnetita), Ti o diamants. Es tracta de la sèrie discontínua de Bowen.

JACIMENTS DE METAMORFISME DE CONTACTE Es formen a partir del contacte entre

intrusions plutòniques i roques sedimentàries.

S’originen substàncies volàtils àcides a elevada T que reaccionen amb les roques sedimentàries (metasomatisme).

Jaciments tipus skarn quan les roques sedimentàries són calcàries. Es formen minerals metàl·lics com magnetita, calcopirita o talc.

JACIMENT DE METAMORFISME REGIONAL Es formen per un agument de la P i T,

sobretot de la P. Els ions es dissolen i es desplacen per les

roques originant concentracions de minerals. A Catalunya són pràcticament inexistents.

JACIMENTS SEDIMENTARIS ESTRATIFORMES Són de morfologia tabular i concordants

(paral·lels) amb els estrats. Són d’origen sedimentari, formades per

precipitació dels minerals. Es formen les roques carbonoses i

evaporítiques. Es formen minerals d’òxids de Fe, de Pb i de

Zn, i de fosfats.

Jaciments estratiformes de tipus red-bed Originen minerals metàl·lics, com Cu, Pb, Zn, Fe, Ni i U. Es formen per lixivació d’elements metàl·lics que són transportats a través dels rius, fins a la conca sedimentària, on precipitan i s’incorporen a les roques detrítiques.

Jaciments estratiformes evaporítics es formen per precipitació de sals en mars interiors, llacs o albuferes. Es formen guix, halita i silvina.

Plaers dipòsit dels clasts i minerals més densos en rius o torrents per canvis de pendent. Ex: plaers d’estany, de Zn i d’or.

JACIMENTS D’OXIDACIÓ I ENRIQUIMENT SUPERGÈNIC Es formen per meteorització química en les

roques que afloren a la superfície. Es formen argiles i altres minerals que són

dissolts per les aigües. A la zona superior (zona d’oxidació) es

concentren minerals en forma d’òxids, sulfats o carbonats.

A la zona inferior (enriquiment supergènic) precipiten sulfurs, com la pirita.

JACIMENTS DE SUBLIMACIÓ Cristal·lització de minerals a partir de

substàncies gasoses. Característics de zones volcàniques. Els més típics són els de sofre. A Catalunya no existeixen.

5. USOS DE LES ROQUES I ELS MINERALS 5.1 Roques industrialsles utilitzem només per

les seves propietats físicoquímiques: Àrids: fragments de roca triturada. S’utilitza en obres

públiques i contruccions arquitectòniques (vies tren, asfalt). Aglomerats: barreja de roques amb àrids i aigua, formant

una massa (ciment). S’utilitzen en la construcció. Roques de construcció: roques que es poleixen (granit,

marbre) o es tallen (pissarra). S’utilitzen com a element estructurals de les construccions (cuines, façanes, teulades).

Vidre: roques amb molt de sílice (quarcita). Ceràmica: roques amb molts silicats d’Al (argila). Es

fabriquen ceràmiques sanitàries, forns, xemeneies, etc.

5.2 Roques i minerals com a recurs energètic els utilitzem per obtindre energia: Roques: les utilitzades per obtindre combustibles

fòssils (carbó i petroli). Minerals industrials - Metàl·lics: s’extreu algun

metall. Ex: oligist (Fe), galena (Pb). - No metàl·lics: no

s’extreu cap metall. Ex: pirita

(àcid sulfúric), halita (sal).