ESTRUCTURA Y
COMPOSICIN DE LA
CORTEZA TERRESTRE
Dra. Elizabeth Pea C.
ESTRUCTURA DE LA CORTEZA TERRESTRE
Por corteza terrestre entendemos la parte superior de la
envoltura silcea hasta una profundidad de 16kms.(litosfera), y que corresponde al 93%, luego le sigue la hidrosfera con 6.91% y finalmente la atmsfera con 0.03%.
La litosfera esta compuesta principalmente por rocas magmticas (93%)
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COMPOSICIN DE LA CORTEZA
TERRESTRE
F. Clark utiliz los datos de cerca de 6000 anlisis qumico de rocas, y en base a ellas determin en el ao 1889 la composicin qumica media de la litosfera, estos clculos posteriormente fueron precisados por otros cientficos como A. Fersman y A. Vinogradov.
La composicin qumica media para los principales elementos qumicos de la corteza terrestre en porcentajes de peso es la siguiente:
Oxigeno 49.13 Silicio 26.00 Aluminio 7.45 Hierro 4.20 Calcio 3.25 Sodio 2.40 Potasio 2.35 Magnesio 2.35 Hidrgeno 1.00
Por tanto, 9 elementos qumicos hacen 98.13%.
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Otros 16 elementos qumicos hacen 1.81% tal como se distribuye:
Titanio 0.61
Carbono 0.35
Cloro 0.20
Fsforo 0.12
Azufre 0.10
Manganeso 0.10
Flor 0.08
Bario 0.05
Nitrgeno 0.04
Estroncio 0.035
Cromo 0.03
Circonio 0.025
Vanadio 0.02
Nquel 0.02
Zinc 0.02
Cobre 0.01
Del total de 9 elementos ms otros 16 se tiene una suma de 99.94%
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De esto se deduce que 0.06% corresponden a 85 elementos qumicos.
Analizando los datos anteriormente mencionados se puede concluir que:
- Antes que nada impacta la distribucin no uniforme de los elementos qumicos en la corteza terrestre.
- Nueve elementos constituyen el 98.13% siendo la mayora componentes minerales no metlicos, el resto (metlicos) constituyen el 1.87%.
- De los elementos que entran en la composicin de los yacimientos metlicos (ferrosos) son el hierro y el aluminio.
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- Los elementos componentes de los yacimientos minerales no ferrosos constituyen la centsima, milsima y millonsima parte del por ciento, por ejemplo: el cobre (0.01%), el zinc (0.02%), el cobalto (0.004%). El plomo (0.0016%), el estao (0.0000x%), el oro (0.0000000X%)
- Los elementos ms difundidos tienen bajo nmero de orden y el peso atmico menor.
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- La propiedad de concentracin o diseminacin de los diferentes elementos es variada. El contenido medio o alto del elemento en la corteza terrestre no siempre esta relacionado con la presencia de un yacimiento mineral.
Por ejemplo: el contenido de zirconio, vanadio y nquel se encuentran demasiado dispersos en la corteza terrestre, lo que dificulta su extraccin.
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Al contrario con el cobre (0.01%), plomo (0.0016%) y antimonio (0.005%), que tienen concentraciones altas y por tanto son fciles de extraer.
De todo esto se puede deducir que, son los procesos geolgicos los que conducen a la concentracin de los elementos qumicos e un determinado lugar. Estos lugares enriquecidos con determinados elementos qumicos son, los yacimientos metlicos y no metlicos.
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PROCESOS DE MIGRACIN DE LOS
ELEMENTOS QUMICOS EN LA CORTEZA
La difusin y distribucin de los elementos qumicos en
la corteza terrestre se determina por su naturaleza
qumica y principalmente por factores termodinmicos.
Solamente en casos raros los elementos se encuentran
en forma nativa (Au, Ag, C, Cu, Bi, S, etc.).
Generalmente ellos estn en combinaciones estables
formando minerales (xidos, sulfuros, carbonatos,
silicatos, etc.)
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La formacin de los yacimientos minerales
ocurre en la corteza terrestre como
resultado de procesos geolgicos
complejos, los cuales encierran migracin
de elementos qumicos entre la superficie
y las zonas profundas de la tierra,
formando compuestos qumicos estables.
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Los procesos geolgicos que ocurren a partir de fuerzas internas de la tierra llevan el nombre de endgenos.
Los procesos que ocurren en la superficie de la tierra o cerca de ella y relacionados con la energa del sol, llevan el nombre de exgenos.
Los yacimientos minerales formados como producto de los procesos mencionados se dividen en dos grupos:
Endgenos
Exgenos
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Adems, existe otro proceso de migracin de los elementos qumicos que se forman como producto de la influencia de presin o temperatura, que afectan tanto a los yacimientos endgenos como exgenos (en su composicin y estructura), a los que se denominan yacimientos metamorfognicos.
Entonces, los procesos de formacin de los yacimientos endgenos, exgenos y metamorfognicos, ocurrirn en el transcurso del desarrollo geolgico de nuestro planeta. Estos procesos, entre ellos estn relacionados entre si y condicionados uno del otro.
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FORMACIN DE LOS MINERALES
La formacin de los minerales es el resultado de
procesos qumicos y fsicos que se verifican en todas las
pocas geolgicas y que actualmente continan
manifestndose.
Los minerales se originan a travs de tres procesos
fundamentales:
Magmtico
Metamrfico
Sedimentario
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PROCESO MAGMTICO
Conduce a la formacin de minerales por solidificacin del magma. Teniendo en cuenta la rapidez con la que se produce el enfriamiento del magma, se pueden dar tres situaciones:
1. Si la consolidacin se produce en profundidad, bajo presiones elevadas, gases magmticos y el lento enfriamiento favorecen la cristalizacin.
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2. A veces la cristalizacin de distintos minerales no es simultnea, sino que sucede de forma selectiva y se completa segn va disminuyendo la temperatura.
3. Los magmas se encuentran generalmente a gran profundidad pero en ocasiones pueden alcanzar la superficie dando origen a una actividad volcnica superior, en este caso el magma se solidifica creando una masa rocosa compacta, a veces granulosa.
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PROCESO METAMRFICO
Es toda la transformacin estructural, mineralgica y
qumica que se produce en las rocas bajo el efecto de la temperatura, la presin y los fluidos circulantes.
Hay dos tipos de metamorfismo:
- Metamorfismo Trmico
- Metamorfismo Regional.
Metamorfismo Trmico: Las intrusiones magmticas provocan fenmenos de metamorfismo en rocas incandescentes. Los minerales ms caractersticos de este tipo de metamorfismo son: granate, sillimanita, cordierita, vesubiana, espinela, piroxeno, pirita, etc.
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Metamorfismo Regional: Se desarrolla en grandes extensiones de
la corteza terrestre sujetas a hundimientos y dislocaciones. Se
distinguen tres en funcin de profundidad son:
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Epizona: Comprendida entre 5.000 y 7.000 m de profundidad. En esta zona aparecen: talco, albita,
epidota, hematites, titanita, minerales fibrosos y
lamelares.
Mesozona: Comprendida entre 7.000 y 12.000 m de
profundidad. En esta zona encontramos: biotita,
moscovita, cianita, plagioclasa, epidota, etc.
Catazona: Comprendida entre 12.000 y 20.000 m de
profundidad. En esta zona encontramos: ortoclasa,
biotita, plagioclasa, piroxenos, olivino, granate, grafito.
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PROCESO SEDIMENTARIO
La mayor parte de los minerales que podemos encontrar
en las rocas sedimentarias provienen de la erosin
mecnica y alteraciones qumicas de rocas ya
existentes. Estos procesos se producen sin la accin de
grandes presiones o temperaturas.
Los conglomerados son rocas sedimentarias clastos de gran tamao
( mayor de 2mm) y una matriz o cemento que los engloba.
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Pueden ser clasificados teniendo en cuenta los mismos criterios utilizados por las rocas sedimentarias, de este modo, tenemos:
Minerales de depsito mecnico, son principalmente detritos que, trasportados y depositados sufren un proceso de consolidacin o cementacin, por ejemplo las limonitas.
Minerales de depsito qumico, se forman por precipitacin de sustancias que se encontraban en disolucin.
Minerales de depsito orgnico y bioqumico, en su formacin interviene directamente la accin de organismos vivos.
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TERMINOLOGA BSICA
Yacimiento Mineral Cuerpo geolgico cuya explotacin segn los datos econmicos
coyunturales y tecnolgicos pueden contarse favorablemente (rentables).
Depsito Mineral Tambin es un cuerpo geolgico con presencia de minerales tiles
como resultado de una exploracin detallada puede ser tomada como yacimiento mineral.
Mena Es un agregado de minerales, de la cual en forma global
tecnolgicamente es posible y econmicamente favorable (rentable) extraer en elemento qumico unin qumica.
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MINERAL TIL
Es todo compuesto qumico inorgnico, que tiene propiedades particulares en cuyo origen no
han intervenido los seres orgnicos, y se
encuentran en el interior o en la superficie de la
tierra, los cuales por su calidad y cantidad son
favorables para la utilizacin en forma natural o
despus de su concentracin en los diferentes
procesos industriales.
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Cuando se define mena, se habla de la extraccin
econmicamente favorable del elemento qumico o
unin qumica de ella, cuando se define mineral til se
hace hincapi en su utilidad en la industria, valorando
las condiciones de calidad y cantidad, por consiguiente
el estudio sobre los minerales no solo es una disciplina
geolgica, sino tambin econmica.
La posibilidad de la utilizacin de un yacimiento mineral
en la industria, se determina no solo por la calidad y
cantidad del mineral til, sino tambin por su situacin
geogrfica, sus condiciones, tcnicas de concentracin
de minerales y otros.
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