Introducción a la Geología: Minerales, Rocas y Suelos

Introducción a la Geología

Minerales

Los minerales son los constituyentes sólidos de todas las rocas (ígneas, sedimentarias y metamórficas) y ocurren como cristales. Se definen como una sustancia inorgánica natural que tiene una composición química en particular y una estructura atómica regular que guarda una íntima relación con su forma cristalina.

Requisitos para Considerar una Sustancia como Mineral

• Sólido homogéneo
• Ocurrir naturalmente
• Procesos inorgánicos
• Estructura cristalina bien definida
• Composición química estable

Hasta 1990 se conocían alrededor de 3800 minerales diferentes. Para diferenciarlos utilizamos la composición química y las propiedades físicas (color, forma, peso específico, brillo y dureza).

Grupos de Minerales

• Carbonatos (calcita, dolomita)
• Óxidos (hematita, goethita)
• Hidróxidos (bauxita)
• Sulfatos (yeso, barita)
• Elementos nativos (oro, cobre)
• Silicatos (micas, cuarzo)

Escala de Dureza de Mohs

1. Talco - Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂
2. Yeso - CaSO₄·2H₂O
3. Calcita - CaCO₃
4. Fluorita - CaF₂
5. Apatito - Ca₅(PO₄)₃(OH)
6. Ortoclasa - KAlSi₃O₈
7. Cuarzo - SiO₂
8. Topacio - Al₂SiO₄(OH)₂
9. Corindón - Al₂O₃
10. Diamante - C

Tipos de Rocas

Rocas Ígneas

Origen: Se forman cuando el material rocoso fundido (magma) alcanza la superficie o es inyectado a las rocas de la corteza terrestre, se enfría lentamente y se solidifica.

Clasificación

• Rocas Ígneas Intrusivas: Se forman cuando el magma se enfría y solidifica, con o sin cristalización, bajo la superficie. Ejemplo: Granito.
• Rocas Ígneas Extrusivas: Se forman cuando el magma emerge a la superficie, se enfría y solidifica, con o sin cristalización. Ejemplo: Andesita.

Rocas Sedimentarias

Ejemplos: Arenisca, conglomerado, caliza.

Intemperismo

• Intemperismo Químico (descomposición): Es la rotura de los minerales en nuevos compuestos, resultado de la acción de agentes químicos como el ácido en el aire, en el agua o en la lluvia. Procesos implicados: Solución, oxidación, reducción, hidratación, hidrólisis, lixiviación, cambio de cationes.
• Intemperismo Mecánico (desintegración): Proceso en donde se rompen las rocas en partículas más pequeñas por la acción de la temperatura, impacto de las gotas de lluvia, abrasión entre partículas acarreadas por el viento o por el agua. Procesos implicados: Descarga mecánica, carga mecánica, carga térmica, humedad y aridez, cristalización, carga neumática.
• Intemperismo Biológico: Son cambios mecánicos y químicos relacionados directamente con la acción de animales o plantas.

Clasificación por su Génesis

• Terrígenas: Derivadas del intemperismo y erosión, clasificadas mecánicamente. Ejemplos: Gravas, arenas, conglomerados, lutitas.
• Piroclásticas: Derivadas de las erupciones volcánicas.
• Calcáreas: Derivadas de partículas calcáreas que han sido clasificadas como detritos (residuos de descomposición mineral u orgánica).

Tipos de Depósitos

Rudáceos, arenáceos, arcilláceos, calcáreos, salinos, silíceos, etc.

Rocas Metamórficas

Ejemplos: Cuarcita (no foliada), Esquisto (foliada).

Son rocas que sufren la recristalización de sus constituyentes debido a la presión y el calor. La palabra "metamórfica" se deriva del griego meta, que significa "cambio", y morfe, que significa "forma". La roca original puede ser ígnea, sedimentaria u otras rocas metamórficas.

Clases de Metamorfismo

• Termal o de contacto
• Dinámico o de dislocación
• Regional

Clasificación

Se clasifican en base a la presencia o ausencia de foliación:

• Textura Foliada: Al romperse se obtienen láminas.
• Textura No Foliada: Aspecto cristalino.

Problemas Ingenieriles Asociados a las Rocas

Rocas Ígneas Intrusivas

Se debe cuidar que los planos de falla o fractura no produzcan inestabilidad al fabricarse taludes o cortes.

Rocas Ígneas Extrusivas

Algunas de ellas vienen acompañadas por minerales como sulfatos y ácidos, que afectan a materiales de construcción como el concreto y el acero. Se debe cuidar el grado de afectación.

Rocas Sedimentarias

• Depósitos Glaciales: Contienen lechos numerosos de arenas, gravas y arcillas, lo que los convierte en muy poco predecibles en cuanto a comportamiento.
• Depósitos Eólicos: Se presenta la hidroconsolidación, son susceptibles a la erosión por efecto del agua (ensanchamiento de canales o fenómeno de tubificación).
• Depósitos Arcilláceos: Sobre todo en las arcillas, se debe considerar la naturaleza de estas partículas y su inestabilidad en presencia de agua.

Pantanos y Ciénegas

Se debe prestar especial atención a la composición orgánica y la alta compresibilidad de estos depósitos.

Clasificación de Rocas y Suelos

• Roca Ígnea
• Roca Metamórfica
• Roca Sedimentaria que puede dar origen al suelo.

Suelo

Material que sirve como base para la edificación o superficie en la cual generamos un desarrollo.

El suelo se puede clasificar en:

• Suelo Grueso: Grava y arena.
• Suelo Fino: Limo y arcilla.
• Suelo Orgánico

Geotecnia

Estudio del suelo como elemento ingenieril.

Comparativa de Tipos de Suelo