Las Rocas Trabajo N°1 Tecno.docx

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¨Facultad de ingeniería civil¨ .

CURSO: Tecnología de Materiales (EC611) TEMA: Las rocas DOCENTE: VILLEGAS MARTINEZ, Carlos Alberto BARZOLA GASTELU, Carlos Armando ESTUDIANTES: BARJA FLORES, Angelo HUAMAN VILCA, Fernando MARTINEZ LOPEZ, Estiven Bruce MENDOZA TIMANA, Piero Sebastian MONTES FALCON, Daniel Ignacio

CIVILES CONSTRUYENDO EL FUTURO DEL PAIS

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INTRODUCCIÓN En el presente trabajo se da a desarrollar el tema de las rocas, y de igual manera los subtemas que corresponden a este mismo; este tema es importante a tratar, ya que es un tema que está ampliamente ligado a nuestra carrera y es un tema sumamente importante para nuestro avance curricular ya que debemos tener conocimientos sobre los materiales. En el presente trabajo se encontrará diversos conceptos que nos facilitaran la comprensión de este tema, así como también encontraremos diversas aplicaciones en la construcción de estos materiales. El objetivo principal de este trabajo es facilitar el desarrollo del tema y plantear un formato didáctico para el estudio de este.

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ORIGEN DE LAS ROCAS La corteza de la tierra se forma hace 4500 millones de años, la estructura actual de la litosfera se alcanzó hace unos 1000 años actualmente un 70% de la superficie terrestre está cubierta por agua y el 30% la constituyen los continentes. Los que están formados por diferentes tipos de rocas. El color de un cuerpo tiene el poder de controlar su actividad debido a que su energía debe ser transportada por cualquier medio, desde los puntos más calientes hacia los puntos más fríos. El proceso de enfriamiento hace que se genere actividades en un planeta, los cuerpos planetarios se enfrían a través de:    

Convección de un material dentro de un cuerpo Vulcanismo, el cual lleva materia caliente a la superficie Movimientos de convección de la atmosfera y océanos Radiación de energía infrarroja directamente de la superficie al espacio

ESTRUCTURA INTERIOR DE LA TIERRA La tierra tiene un diámetro de 12.76 Km. Su interior está formado de rocas y metal y se dividen en 4 capas principales.  Núcleo interno: es un núcleo solido de metal de níquel y hierro, su diámetro es de 1200 Km.  Núcleo externo: es una masa de metal de níquel y metal fundido.  Manto: es una capa densa formada por roca de silicato sólida.  Corteza: es un material rocoso de silicato.    

  



La corteza esta fracturada en varias grandes placas que se mueven lentamente en respecto a la otra. Las cordilleras de montañas se forman cuando dos placas chocan y sus bordes son forzados hacia arriba. Las placas se mueven aproximadamente 25 mm por año. La corteza que está por debajo de los océanos llamada corteza oceánica es mucho más delgada que la corteza continental, tiene solo 5 Km de grosor mientras que la corteza continental llega a alcanzar 65 Km de espesor. La corteza oceánica está formada con materiales más densos que la corteza continental. Las placas tectónicas están formadas por la corteza terrestre y por la parte superior del manto que está por debajo. A la corteza y el manto superior se les denomina litosfera y pueden extenderse hasta 80 Km de profundidad. La litosfera está dividida en placas gigantes que se ajustan como piezas de un rompecabezas alrededor del globo terráqueo (Placas Tectónicas). Estas placas se mueven levemente cada año a medidas que se desplazan sobre la parte del manto más o menos fluidos llamado astenósfera.

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¨Facultad de ingeniería civil¨ Debido a las altas presiones de la superficie, la atmosfera es sólida aun cuando está sometida a altas temperaturas de alrededor de 1600°C. Sin embargo, a esta temperatura los minerales están a punto de licuarse, se hacen maleables y pueden ser empujadas y moverse en respuesta al color de la tierra. A través del tiempo son muchas las fuerzas que hacen que la superficie de la tierra cambie. La subducción se produce cuando dos secciones de la litosfera chocan, una de ellas es forzado hacia las zonas profundas de la tierra. El material fundido que se encuentra bajo la litosfera se denomina magma, este material tan caliente que brilla en color blanco. El magma puede ser diferente dependiendo de su composición química en términos generales, se puede decir que es una mezcla de elementos como: silicio, oxigeno, hierro, sodio y potasio. Si fluye hacia sectores más fríos su calor se torna amarilla y luego se continúa enfriándose, cambia a intensidades diversas de rojo. A medidas que se enfría lentamente los minerales se van cristalizando, formando las rocas IGNEAS INTRUSITAS como el granito. Puede ascender hasta la superficie, el material que sale hacia la superficie de la tierra se denomina lava la cual se enfría rápidamente. ROCAS IGNEAS

Se dividen en dos grandes grupos ROCAS IGNEAS INTRUSIVAS: se

denomina roca plutónica. Se forman en las profundidades de la tierra, cuando el magma o roca derretida asciende a través de una grieta o recamara subterránea dentro sin salir. ROCAS IGNEAS EXTRUSIVAS: o

rocas volcánicas, se forman cuando el magma fluye hasta la superficie de la tierra y hace erupción o fluye sobre la superficie de la tierra en forma de lava y luego se enfría y forma rocas. Esta roca es la más común en la corteza terrestre y cubre la mayoría de los fondos de los océanos. ROCAS SEDIMENTARIAS O METAMORFICAS Desde el momento mismo que las rocas eruptivas afloran a la superficie de la tierra empieza el proceso de descomposición. Hay factores externos tales como la acción del agua, del viento, rocas y seres vivos.

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MICROGRAFÍA DE LAS ROCAS La observación microscópica de secciones delgadas de rocas es un instrumento muchas veces decisivo en petrografía. Únicamente cuando la roca sea de grano muy grueso y de composición mineralógica variable, este tipo de observación será incompleta. En petrografía, el fin del examen microscópico de una roca es la determinación precisa de sus minerales constituyentes y de su estructura, es decir, la manera como estos elementos están asociados. Este examen necesita la apreciación de una serie de caracteres visibles, unos con luz ordinaria o natural, y otras con la ayuda de luz polarizada. Los cuerpos transparentes, en los cuales puede propasarse la luz, se dividen en: 

Cuerpos isótropos o monorrefringentes, en los cuales la luz se propaga con una velocidad independiente de la dirección. En ellos el índice de refracción es igual en todas las direcciones. Pertenecen a este grupo los minerales amorfos y los cristalizados en el sistema regular.



Cuerpos anisótropos o birrefringentes, en los cuales la velocidad de la luz es función de su dirección de propagación y en ellos el índice de refracción varía según la dirección. Son birrefringentes los minerales cristalinos de todos los sistemas de cristalización, excepto los del sistema regular.

En petrografía microscópica se emplea el microscopio petrográfico polarizante cuyas características más importantes son el poseer una lente denominada polarizador, entre la fuente luminosa y la preparación, que permite realizar observaciones con luz polarizada; tener una platina giratoria con limbo graduado que permite girar la preparación y medir los ángulos que ésta va tomando; y tener intercalada en el tubo, entre el objetivo y el ocular, otra lente denominada analizador que tiene un plano de polarización perpendicular al del polarizador, y que puede interponerse, o no, a voluntad. La acción del polarizador se puede resumir en el siguiente esquema: Luz normal → P → Luz polarizada Si se interpone el analizador al ser el plano de polarización de éste perpendicular al anterior, se obtiene: Luz normal → P → Luz polarizada → A → Oscuridad El mismo resultado se obtiene al intercalar un cristal monorrefringente, que no altera ni desdobla la luz polarizada: L. normal → P → L. polarizada → C.M. → L. Polarizada → A → Oscuridad

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¨Facultad de ingeniería civil¨ Si entre P y A se introduce un cristal birrefringente, la luz polarizada que incide sobre él se divide en dos rayos que vibran en planos perpendiculares con índices de refracción diferentes (no, ne). Dichos rayos, después de atravesar el cristal de espesor "e" se recombinan para formar un rayo polarizada, con dos componentes con un retraso relativo igual a (no-ne) ·e, el cual, al atravesar A, en parte es absorbido y otra parte da una componente coloreada variable con el giro de la platina, existiendo dos direcciones de extinción total: L. normal → P → L. polarizada → C.B. → L. polarizada → A → Color La identificación de cristales en una preparación en lámina delgada de una roca, observando con luz polarizada, se basa en que, con el analizador intercalado, al girar la platina se pasa de luz a extinción. Como excepciones en este caso cabe citar la de los cristales de coloración negra, que se identificarán por el contorno poligonal marcado, como es el caso de la magnetita; o la de los cristales del sistema regular, que son muy escasos en las rocas. La pasta vítrea se identificará porque, al observar sin analizador, se advierte la presencia de materia, y con analizador permanece de color negro o gris oscuro, aunque se gire la platina, siempre sin variaciones de intensidad. Los agujeros que puedan existir en la preparación se reconocen por la ausencia de materia al observar sin analizador y por permanecer siempre negro con analizador. MICROGRAFÍA DE ALGUNOS MATERIALES 1. Cuarzo



Sin analizador: se observa incoloro, transparente o translúcido y con superficie no corroída, aunque ocasionalmente pueda presentar grietas. 

Con analizador: al girar la platina pasa de color claro a gris oscuro o negro, apreciándose, también, que la superficie no presenta corrosión.

2. Ortoclasa 

Sin analizador: igual que en el caso del cuarzo, pero se advierte corrosión en la superficie. 

Con analizador: la extinción es semejante a la del cuarzo, pero se sigue observando la corrosión superficial.

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¨Facultad de ingeniería civil¨ 3. Calcita 

Sin analizador: es transparente a translúcida y blanca, pero con bandas o estrías en dos direcciones y a veces presenta irisaciones.

Con analizador: se siguen apreciando las bandas y, al girar la platina, pasa de claro a oscuro (extinción).

MINEROLOGÍA DE LAS ROCAS Del gran conjunto de minerales conocidos en la Naturaleza sólo un grupo reducido de unos cincuenta, los denominados petrogénicos o petrográficos, desempeñan un papel esencial en la formación de rocas. En el presente capítulo se incluyen, únicamente, los minerales comprendidos en este pequeño grupo, anotándose de cada uno de ellos la composición química, la estructura interna, alguna de sus características mensurables, el origen y, por fin, si su presencia en las rocas tiene carácter esencial o accidental. Se utiliza un sistema de clasificación esencialmente químico aceptado por la mayor parte de los autores y que tiene la ventaja de su fácil desarrollo. Los diversos grupos de minerales se numeran en orden decreciente de su importancia petrogénica, separando para el estudio, a los silicatos, grupo de gran importancia petrogénica, del resto de los minerales asilicatados. 

Silicatos -Los silicatos son los componentes más importantes de las rocas y, por consiguiente, de la corteza terrestre, integrando el 95 por ciento de ésta. Es, además, el grupo de minerales más rico en especies. -Son silicatos todos los minerales en los cuales el silicio y el oxígeno se coordinan en estructura tetraédrica, formando los denominados tetraedros (SiO 4).

-En general, los silicatos se caracterizan por no tener aspecto metálico y por su elevada dureza. Su división se establece en varios conjuntos atendiendo a su estructura que está determinada, en cada caso, por la forma de agrupación de los tetraedros (SiO 4). En cualquier tipo de silicatos, el silicio puede ser sustituido parcialmente por el aluminio (y en algunos casos, el boro), obteniéndose así los aluminosilicatos, minerales que se describen junto a los silicatos. -Por lo tanto, el grupo funcional de todos los silicatos puede expresarse así:

(Sia-kAlkOb)-(2b+k-4a)

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Carbonatos

En los carbonatos, la unidad estructural esencial es el ion CO32-. Éste se combina con cationes divalentes, pero éstos, en función de su tamaño, se encuentran, bien en coordinación octaédrica cuando no son muy grandes (Fe2+, Mg2+, etc.), bien en coordinación mayor cuando se trata de cationes mayores (Pb2+, Ba2+, etc.). En el primer caso, el sistema de cristalización es el hexagonal y en el segundo, el rómbico. El tamaño del catión calcio, intermedio entre los citados, admite las dos posibles coordinaciones y así tenemos dos minerales cuya fórmula es CaCO3 Calcita y Aragonito. Vamos a limitarnos a citar tres carbonatos hexagonales: Calcita, Dolomita y Siderita, y uno rómbico: Araganito.  Calcita La calcita es carbonato cálcico de fórmula CaCO3. 

Sistema de cristalización: hexagonal, cristalizando en forma de romboedros, de prismas hexagonales apuntados por romboedros y de escalenoedros apuntados por romboedros (Diente de perro).



Dureza: 3.



Densidad: 2,72 g/cm3.



Color: en general incoloro, blanco, gris o amarillo. La variedad transparente y cristalizada en romboedros recibe el nombre de espato de Islandia, presentando una notable doble refracción. Si se presenta en forma de cristales bien formados, no siendo romboedros transparentes, se llama espato calizo.



Propiedades químicas: da efervescencia por desprendimiento de CO2 al tratarla con ácido clorhídrico, incluso en frío.



Exfoliación: muy perfecta, en tres planos oblicuos que originan fragmentos romboédricos, anulándose la fractura concoidea.



Origen fundamental: de alteración.



Presencia: la calcita es un mineral esencial en muchas rocas sedimentarias (caliza, marga, etc.) y metamórficas (mármol).  Dolomita La dolomita es carbonato cálcico-magnésico de fórmula: CaMg(CO3)2.



Sistema de cristalización: hexagonal. Forma cristales de aspecto lenticular y, en general, cristales de aristas curvas y caras abombadas.



Dureza: de 3,5 a 4.



Densidad: 2,72 g/cm3.

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Color: siempre claro, blanco y, menos frecuentemente, rosado, pardo o amarillo.



Propiedades químicas: no reacciona en frío con ácido clorhídrico.



Exfoliación: perfecta, puede dar fractura concoidea.



Origen fundamental: de alteración y, en algunos casos, es metamórfico.



Presencia: es un mineral esencial en la roca sedimentaria dolomía y en el metamórfico mármol dolomítico.  Siderita La siderita o Espato de hierro es carbonato ferroso, de fórmula FeCO3.



Sistema de cristalización: hexagonal, frecuentemente en cristales lenticulares.



Dureza: de 4 a 4,5.



Densidad: de 3,7 a 3,9 g/cm3.



Color: normalmente gris, pardo negruzco o pardo amarillento, dando raya blanca o amarilla. Por alteración toma tonalidades más oscuras.



Propiedades químicas: no reacciona con ácido clorhídrico en frío.



Exfoliación: perfecta.



Origen fundamental: magmático y de alteración.



Presencia: es un mineral accidental, sin importancia petrogénica, aunque constituye una buena mena de hierro.  Aragonito El carbonato cálcico es una sustancia que, como hemos dicho, presenta polimorfismo. Cuando cristaliza en el sistema rómbico, se llama aragonito. Fórmula CaCO3.



Sistema de cristalización: rómbico. Se presenta en forma de prismas rómbicos que se yuxtaponen de tres en tres, formando prismas hexagonales, y en masas fibrosas de color blanco de aspecto esferoidal, estalactítico o astilloso formando la variedad criptocristalina Aragonito fibroso-radiado.



Dureza: de 3,5 a 4.



Densidad: 2,95 g/cm3.



Color: incoloro, blanco, amarillo, rojizo, gris y negro.



Propiedades químicas: reacciona con efervescencia con el ácido clorhídrico, incluso en frío.



Exfoliación: imperfecta y poco patente.



Fractura: concoidea.



Origen fundamental: de alteración.



Presencia: el aragonito es un mineral accidental en terrenos sedimentarios, normalmente asociado al yeso rojo y al jacinto de Compostela.

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Sulfatos

En los sulfatos, el azufre actúa como catión por pérdida de los seis electrones presentes en el nivel exterior. El radio iónico de este catión es pequeño, 0,30 Å, lo que permite una coordinación 4 muy estable. Estos grupos tetraédricos SO42- son las unidades estructurales fundamentales de los sulfatos minerales y se unen a través de cationes medianos en coordinación 6 (calcio) o grandes en coordinación 12 (bario).  Anhidrita La anhidrita, sulfato cálcico anhidro, SO4Ca, es un mineral de alteración, accidental en rocas sedimentarlas yesosas, pasando a yeso por hidratación. 

Sistema de cristalización: rómbico. Forma pequeños cristales que componen masas compactas de aspecto sacaroideo o nacarado.



Dureza: de 3 a 3,5. No se raya con la uña, pero sí con la navaja.



Densidad: de 2,8 a 3 g/cm3.



Color: blanco, grisáceo, azul celeste y rosado.



Exfoliación: según tres planos principales, en uno de ellos más perfecta.  Yeso El yeso, CaSO4·2H2O, tiene una estructura en capas paralelas de grupos SO42- fuertemente enlazados a Ca2+. Las capas sucesivas de este tipo están separadas por capas de moléculas de agua y, como los enlaces entre moléculas de agua son débiles, la exfoliación es perfecta según un plano dando láminas finas.



Sistema de cristalización: monoclínico.



Dureza: 2. Se raya fácilmente con la uña.



Densidad: de 2,3 a 2,4 g/cm3.



Color: transparente, blanco, gris y rojo, según variedades.



Variedades: cuando se presenta cristalizado en macla de punta de flecha o lanza, constituye la variedad yeso cristalizado y si está cristalizado en forma de cristales tabulares con exfoliación laminar muy marcada, dando láminas transparentes algo parecidas a las de la moscovita, se trata de yeso laminar o selenita. Cuando aparece en forma de masas fibrosas, más o menos compactas y de color blanco o gris, se denomina yeso fibroso. El yeso nodular o alabastro es una variedad granular que forma masas redondeadas bastante compactas por la que, a veces, no se puede rayar con la uña. La variedad yeso rojo está teñida de este color, por impurezas, y se presenta frecuentemente asociada al jacinto de Compostela y al aragonito.



Origen fundamental: de alteración.



Presencia: es un mineral esencial en la roca sedimentaria yeso.  Baritina La baritina o espato pesado es sulfato de bario, SO4Ba.

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Sistema de cristalización: rómbico, frecuentemente forma cristales tabulares en forma de ataúd, agrupados como las hojas de un libro (cresta de gallo).

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Dureza: de 3 a 3,5.

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Densidad: de 4,5 a 4,7 g/cm3. Su alta densidad, teniendo en cuenta su aspecto no metálico, es un carácter sutil para su identificación.



Color: blanca grisácea, amarillento a rosado.



Exfoliación: perfecta.



Origen fundamental: de alteración.



Presencia: es un mineral accidental, aunque muy difundido en terrenos sedimentarios. Muy abundante como ganga y acompañante de menas de los sulfuros que estudiamos a continuación.



Sulfuros Ninguno de los muchos minerales existentes en este grupo es esencial en petrografía, aunque es muy normal que constituyan menas de los metales correspondientes. Vamos a prestar atención, solamente, a aquellos que, por ser más abundantes en España, pueden aparecer como accidentales: Galena, Cinabrio, Blenda y Pirita. Los tres primeros son sulfuros. El anión S- se coordina octaédricamente con el plomo y el mercurio en la galena y el cinabrio, y tetraédricamente con el cinc en la blenda a causa del menor radio iónico de este último catión. La pirita es un bisulfuro de hierro y su estructura se basa en fuertes enlaces covalentes S-S y enlaces iónicos Fe2+ y S22- en coordinación octaédrica. Los cuatro tienen origen magmático y, por ello, aparecen accidentalmente en las rocas ígneas. La pirita puede tener también origen metamórfico y presentarse en este último tipo de rocas.  Pirita La pirita, también llamada pirita de azufre o de hierro, tiene como fórmula FeS2.



Sistema de cristalización: regular. Forma cristales cúbicos muy perfectos y pentadodecaedros (piritoedros) con estriación en las caras. También se presenta en masas granulares. Los cristales suelen formar maclas de penetración.



Dureza: de 6 a 6,5.



Densidad: de 4,9 a 5,2 g/cm3.

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Color: amarillo latón. Brillo metálico. A veces presenta color pardo mate por limonitización superficial.

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Exfoliación: ninguna, fractura concoidea.

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 Galena La galena o galenita tiene como fórmula PbS. 

Sistema de cristalización: regular, formando cristales con buena conformación.



Dureza: 2,5.



Densidad: de 7,3 a 7,6 g/cm3.



Color: gris con brillo metálico. Da raya gris.



Exfoliación: muy perfecta en tres planos perpendiculares.  Cinabrio El cinabrio tiene como fórmula HgS.



Sistema de cristalización: hexagonal. Los cristales no son frecuentes, siendo normal que se presente en forma de agregados compactos o terrosos.



Dureza: de 2 a 2,5.



Densidad: 8,1 g/cm3.



Color: color y raya rojo cochinilla, aunque puede ser también, por impurezas, rojo escarlata a pardo rojizo.



Exfoliación: perfecta, con fractura astillosa.

 Blenda La blenda tiene como fórmula ZnS. 

Sistema de cristalización: regular.



Dureza: de 3,5 a 4.



Densidad: de 3,9 a 4,1 g/cm3.



Color: amarillo, pardo negruzco y, a veces, rojo, verde o blanco. Brillo resinoso a diamantino. Da raya blanca a amarilla.



Exfoliación: perfecta, con fractura concoidea.



Cloruros El radio iónico del ion Cl- es de 1,81 Å. Cuando se combina con cationes relativamente grandes (Na+, K+) lo hace en coordinación octaédrica, los enlaces son típicamente iónicos y los minerales poseen, al máximo, las propiedades de los cristales iónicos. Por el contrario, cuando el catión es de talla más modesta (Mg++) la unión es menos rígida y, normalmente, entran moléculas de agua en la estructura.

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¨Facultad de ingeniería civil¨ Los minerales que vamos a mencionar tienen todos sus orígenes de alteración y están, muchas veces, asociados entre sí.  Sal común La sal común, halita o sal gema es cloruro sódico, NaCl. 

Sistema de cristalización: regular. Forma casi exclusivamente cubos.



Dureza: de 2 a 2,5.



Densidad: 2,1g/cm3



Color: incoloro a blanco; otros colores debido a impurezas. Brillo vítreo.



Exfoliación: perfecta en tres planos perpendiculares.



Presencia: es mineral esencial en la roca sedimentarla sal gema. Es frecuente en otras rocas sedimentarlas como son el yeso, la arcilla, margas, siempre formando capas. Es muy soluble en agua y tiene sabor característico.  Silvina La silvina es cloruro potásico, KCI.



Sistema de cristalización: regular. Forma masas granudas y compactas.



Dureza: 2.



Densidad: de 1,9 a 2 g/cm3.



Color: incoloro o blanco, a veces teñida por impurezas.



Exfoliación: perfecta.



Presencia: Es un mineral accidental, frecuentemente asociado a la sal común y a la carnalita. Tiene sabor amargo.  Carnalita La carnalita es cloruro potásico-magnésico hidratado, de fórmula KCl·MgCl2·6H2O.



Sistema de cristalización: rómbico.



Dureza: de 1 a 2.



Densidad: 1,6 g/cm3.



Color: incoloro, blanquecino, amarillento, pero sobre todo rojo a rosado, (color carne).



Exfoliación: imperfecta, presenta fractura concoide.



Presencia: es un mineral accidental, asociado normalmente a la sal común y a la silvina. Tiene sabor picante y amargo, y es delicuescente por lo que tiene tacto húmedo.



Fosfatos El fósforo pentavalente tiene un tamaño similar al del azufre hexavalente. Por ello, al igual que en los sulfatos la unidad estructural es el tetraedro SO42-, aquí esa unidad básica es el tetraedro PO43-. En el único mineral que vamos a considerar, el apatito, los

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¨Facultad de ingeniería civil¨ tetraedros están enlazados por cationes calcio en coordinación 6; pero otros cationes calcio se coordinan con cinco oxígenos de tetraedros PO43- y con un flúor. En otros fosfatos la estructura sufre diversas modificaciones en función del tamaño de los cationes y de la admisión de otros aniones o cationes suplementarios.  Apatito El apatito es fluoclorofosfato cálcico, de fórmula (PO4)3(F,Cl)Ca5. Sus características son: 

Sistema de cristalización: hexagonal.



Dureza: 5.



Densidad: de 3,1 a 3,2 g/cm3.



Color: incoloro, verde amarillento, verde azulado, violeta, rojo ladrillo. Raya blanca.



Exfoliación: imperfecta, fractura concoidea.



Origen fundamental: magmático.



Presencia: es un mineral accidental en muchas rocas ígneas. El nombre de colofana o fosforita se ha dado a los tipos macizos y criptocristalinos de apatito. En su aspecto externo la fosforita es, generalmente, maciza, con una estructura concrecionada, color amarillo, blanco grisáceo o pardo y fractura irregular. La fosforita presenta impurezas, tiene origen de alteración y es esencial en la roca sedimentaria fosfato concrecionado y, accidental en otras rocas sedimentarias. Presenta dos variedades: fosforita veteada, de textura arriñonada o arracimada con vetas de colores pardo rojizas, y fosforita terrosa, en masas blanquecinas, ásperas y compactas.



Óxidos e hidróxidos de hierro Aunque los óxidos e hidróxidos de hierro suelen presentar, asociados o no a su estructura, el catión titanio, vamos a prescindir del mismo en las siguientes líneas.  Magnetita La magnetita es el óxido ferroso-férrico, de fórmula Fe3O4, se presenta, muy corrientemente, en octaedros negros y también en masas granulares. Presenta magnetismo natural, sobre todo si está alterada, siendo fuertemente atraída por el imán. Es un mineral accidental y ubicuista porque se encuentra prácticamente en casi todas las rocas ígneas y metamórficas. Sus características son:



Sistema de cristalización: regular.



Dureza: de 5,5 a 6,5.

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Densidad: de 5 a 5,2 g/cm3.



Color: negra, con brillo metálica. Raya negra.



Exfoliación: imperfecta. Fractura concoidea o desigual.



Origen fundamental: magmático y de metamorfismo.  Oligisto El oligisto o hierro especular, de fórmula Fe2O3 es también un mineral que se encuentra, de forma accidental, en rocas de todas las edades y formas, y, también, en mayor o menor cantidad en todos los suelos. Sus características son:



Sistema de cristalización: hexagonal.



Dureza: 6,5 bajando considerablemente en las masas terrosas.



Densidad: 4,9 a 5,3 g/cm3.



Color: El color y el brillo son variables según las variedades, pero siempre da raya roja. La variedad oligisto cristalizado la forman cristales de aspecto metálico de color casi negro o rojo oscura y de caras abombadas. Cuando se presenta en forma de láminas muy brillantes de aspecto metálico y brillo acerado recibe el nombre de oligisto especular cuando aquellas son relativamente grandes y de oligisto micáceo cuando son pequeñas y muchas veces se adhieren a las manos. De todas formas, las variedades más corrientes son la hematites roja (algunos autores dan este nombre al mineral) en masas fibrosas, compactas de coloración rojo fuerte y el ocre rojo, terroso.



Exfoliación: ninguna, aunque las variedades fibrosas o micáceas se parten de modo parecido a una exfoliación.



Origen fundamental: de alteración, pudiendo tener también origen magmático y de metamorfismo.  Goetita y lepidocrocita La goetita y la lepidocrocita tienen ambas como fórmula FeO-OH y difieren entre sí en la forma de unirse los octaedros Fe-O-OH. Se forman, en condiciones de oxidación, como productos de la alteración de minerales que contienen hierro; por ello son minerales accidentales en casi todas las rocas y en la totalidad de los suelos. Ambas son criptocristalinas y cristalizan en el sistema rómbico. La goetita, más abundante, tiene las siguientes características:



Dureza: 5 a 5,5.



Densidad: 4,0 a 4,4 g/cm3.



Color: pardo oscuro a pardo amarillento con frecuentes irisaciones. Raya pardoamarillenta.



Exfoliación: buena.

De todas formas, la frecuente asociación de goetita y lepidocrocita y el hecho de que ambas sean capaces de absorber agua y aparecer bajo una forma aparentemente amorfa e hidratada,

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¨Facultad de ingeniería civil¨ FeO·OH,nH2O, es la causa de que, en lenguaje vulgar, se designe con el nombre de limonita a esta asociación hidratada junto, muchas veces, con una serie de impurezas. Así, se habla de Limonita botrioide o estalactítica a una variedad de aspecto arriñonado, de color negro azulado, con irisaciones, compacta y bastante dura, que da raya de color amarilla a pardo amarillenta. La variedad Limonita compacta son masas escoriáceas de color pardo y da raya pardo-amarillenta. El Ocre amarillo es una variedad terrosa, de color y raya amarillenta. El Hierro de los pantanos es una variedad muy porosa, con frecuentes restos vegetales y escasa densidad, que da raya pardo-amarillenta. La Piedra de águila de aspecto nodular, con huecos internos, color pardusco y raya, asimismo, pardo-amarillenta. 

Óxidos e hidróxidos de aluminio

El Corindón, Al2O3, que cristaliza en el sistema hexagonal no tiene importancia petrogénica aunque es sintomático de las rocas ígneas muy deficitarias en sílice. Solamente es preciso recordar su dureza, 9, y que las variedades transparentes y homogéneamente teñidas constituyen piedras preciosas: rubí, zafiro, amatista oriental, topacio oriental, esmeralda oriental, etc. La Gibsita tiene como fórmula Al(OH)3 y cristaliza en el sistema monoclínico. La Boemita tiene como fórmula AlO(OH) y cristaliza en el sistema rómbico. Ambos hidróxidos de aluminio son blancos o de tonalidad amarillenta y dan raya blanca. Su importancia petrológica es nula pero no así su papel edafológico ya que se han formado en la descomposición de los aluminosilicatos, a través de un proceso de alteración, en forma coloidal muy hidratada y una posterior diagénesis. 

Otros óxidos  Casiterita La casiterita es óxido de estaño, de fórmula SnO2. Es un mineral accidental en rocas ígneas y es una mena casi exclusiva en la obtención del estaño. Sus características son las siguientes:



Sistema de cristalización: tetragonal, presentándose en prismas bien formados terminados en pirámides que frecuentemente se unen formando la macla en visera o en pico de estaño.



Dureza: de 6 a 7.



Densidad: de 6,8 a 7,1 g/cm3.



Color: negro a pardo oscuro, con brillo metálico, dando raya blanca a amarillenta.



Exfoliación: imperfecta, fractura curva o irregular.



Origen fundamental: magmático.

La casiterita se confunde fácilmente con la Wolframita (wolframato de Fe y Mn), que cristaliza en el sistema monoclínico en forma de cristales negros y brillantes y que se encuentra,

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¨Facultad de ingeniería civil¨ fundamentalmente, en los mismos yacimientos que la casiterita. Se diferencian ambas minerales en que la wolframita da raya parda o negra.  Pirolusita La pirolusita es óxido de manganeso, MnO2. Es un mineral accidental pero frecuente en rocas sedimentarlas formando impregnaciones de tipo dendrítico. Sus características son: 

Sistema de cristalización: tetragonal.



Dureza: 2,6 en masas pulverulentas; de 6 a 6,5 en formas cristalizadas.



Densidad: de 4,5 a 5,2 g/cm3.



Color: gris acero a negro azulado, dando raya negra o parda negruzca.



Exfoliación: a veces muy patente y visible.



Origen fundamental: de alteración.

CRISTALOGRAFÍA DE LAS ROCAS La cristalografía es una ciencia que se ocupa del estudio de la materia cristalina, de las leyes que gobiernan su formación y sus propiedades geométricas, químicas y físicas Esta ciencia se clasifica en: 

Cristalografía geométrica



Cristalografía química o Cristaloquímica



Cristalografía física o Cristalofísica

Según que estudie a la materia cristalina desde un punto de vista geométrico, químico o físico. 



En la Cristalografía geométrica se estudia: o

La morfología externa de los cristales y su simetría

o

La geometría y simetría de las redes

En la Cristaloquímica se estudia la disposición de los átomos en la materia cristalina; es decir, su estructura.



En la Cristalofísica se estudia las propiedades físicas de los cristales, intentando relacionarlas con la composición química y la estructura

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USO DE LAS ROCAS CONSTRUCCIÓN

EN

LA

ASPECTO HISTÓRICO

A lo largo de la historia, el ser humano ha utilizado los materiales que tenía a su alcance para levantar diferentes tipos de construcciones: desde los dólmenes de la prehistoria, construidas a base de grandes rocas apoyadas unas sobre otras, hasta los actuales edificios levantados con acero, vidrio y materiales plásticos, los materiales de construcción han evolucionado considerablemente. Donde la roca es uno de los primeros materiales que el ser humano utilizo para llevar a cabo sus construcciones. Muchas de las que levantó en la antigüedad han llegado a nuestros días casi en perfectas condiciones. debido a la gran resistencia de materiales empleados frente a los agentes atmosféricos. Para facilitar su estudio, se recopiló información que nos permita tener un mejor entendimiento del desempeño de la roca en una construcción desde su composición, usos, características, durabilidad, deterioro y clases.

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¨Facultad de ingeniería civil¨ NOTA Es importante diferenciar entre un mineral y una roca. Un mineral es una sustancia químicamente homogénea, mientras una roca es una combinación de varios minerales. Por ejemplo, el cuarzo es un mineral mientras el granito es una roca compuesta de tres minerales: cuarzo, feldespato y mica. Los minerales pueden formar cristales y así tener la forma de una piedra. En la construcción es más común utilizar los minerales en forma de polvo como aditivos y utilizar las rocas para todo desde cimientos hasta fachadas. Diferentes tipos de rocas pueden contener los mismos minerales, pero si no tienen las mismas condiciones de formación resultan en rocas con características muy diferentes y por lo tanto clasificaciones distintas.

EL USO DE ALGUNAS ROCAS IGNEAS GRANITO Roca ígnea consolidada a gran profundidad. Compuesta por cuarzo, feldespato y mica. La mica puede ser biotita (color oscuro) o moscovita (color claro). Pueden ser de grano grueso, medio o fino. La tonalidad que aportan los feldespatos puede ser: gris, rosas, verdosas, amarillas. CARACTERISTICAS     

Difícil labrado. Distintos acabados. Resistencia admisible 800-2700 kg/cm2. Peso específico 2.6-2.7kg/dm3. Su principal alteración es la caolinización de los feldespatos, que se produce por la congelación del agua absorbida, la roca pierde cohesión y resistencia. APLICACIONES EN CONSTRUCCION      

Ornamentación. Arcos de puertas. Pavimentación. Losas. Adoquines. Es susceptible a la lluvia ácida y por lo tanto en la actualidad está siendo reemplazado por el mármol para monumentos y edificios públicos.

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BASALTO Una piedra dura de grano fino que se rompe con dificultad. APLICACIONES EN CONSTRUCCION   

Se utiliza en la construcción para el afirmado de las vías de tren. Construcciones bajo el agua, enladrillados pequeños y en forma de grava para las carreteras. A pesar de su firmeza, la finura de su grano hace que se pulimente naturalmente con el tiempo; con la humedad se pone resbaladizo y por eso no es indicado para adoquinar las calles.

PUMITA Comúnmente conocida como piedra pómez, la pumita se forma por el enfriamiento rápido de una lava rica en gases. APLICACIONES EN CONSTRUCCION 



En zonas volcánicas donde la pumita es abundante, se ha utilizado para cimientos en viviendas tradicionales y para muros construidos para detener la tierra o dividir propiedades; sin embargo, en la construcción moderna no se considera apta para cimientos debido a su porosidad. Ahora se utiliza ampliamente en la producción de cemento y hormigones ligeros; también se emplea como roca ornamental y en la sillería.

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DIORITA La diorita es una piedra suave. APLICACIONES EN CONSTRUCCION  

Se utiliza en la construcción como un agregado. Visualmente, la diorita es parecida al granito; sin embargo, tienen composiciones químicas distintas. En la encimera de la cocina a veces la diorita (y otras piedras con una apariencia similar) se vende bajo el nombre de granito.

EL USO DE ALGUNAS ROCAS SEDIMENTARIAS LAJA APLICACIONES EN CONSTRUCCION  

a laja se utiliza para pisos, fachadas de paredes y chimeneas. Es resistente al calor y tiene un aspecto atractivo.

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¨Facultad de ingeniería civil¨ TRAVERTINO Esta roca carbonatada puede contener fósiles o impresiones de organismos acuáticos, ya que se forma cerca de las surgencias de aguas subterráneas. APLICACIONES EN CONSTRUCCION 

Se utiliza para fachadas y como roca ornamental.

CALIZA: Principalmente constituida por carbonato cálcico, frecuentemente formada por caparazones de organismos vivos, unidos por un cemento de tipo calcáreo. Se disuelve en presencia de los ácidos. Peso específico 2.4-2.8tn/m3. APLICACIONES EN CONSTRUCCION     

Sillería, mampostería. Fabricación de cemento. Fabricación de cal hidráulica, pinturas. Fabricación del acero. Es útil como grava para caminos en zonas de alta humedad.

EL USO DE ALGUNAS ROCAS METAMORFICAS MÁRMOL Una de las piedras más codiciadas en la construcción, el mármol se ha utilizado desde la antigüedad en prácticamente todos los aspectos de la construcción, desde cimientos hasta elementos ornamentales de los más finos. Es un tipo de piedra muy dura que

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¨Facultad de ingeniería civil¨ cobra un brillo perfecto al ser pulida. El mármol puro es totalmente blanco; sin embargo, son las impurezas que le dan su variación de tonos atractivos. Para los geólogos es importante distinguir entre el verdadero mármol (una roca metamórfica que ha tenido un proceso de recristalización) y algunos tipos de caliza (una roca sedimentaria que no ha llegado a este grado cristalizado). Aunque en la construcción sea común llamarles mármol a los dos, el nombre correcto de una caliza susceptible de ser pulida es caliza marmórea. APLICACIONES EN CONSTRUCCION 

Ornamental y pavimentos.

PIZARRA Una piedra oscura constituida por minerales laminares muy finos, de estructura hojosa con las capas claramente marcadas. APLICACIONES EN CONSTRUCCION 

Se presta para la obtención de placas planas e impermeables de escaso grosor, las cuales se emplean en la mampostería y para recubrimientos de exteriores e interiores.

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¨Facultad de ingeniería civil¨ ASPECTOS IMPORTANTES DE LA VISITA AL MUSEO DE ROCAS RELACIONADO CON LA CONSTRUCCIÓN



El acero se constituye fundamentalmente de hierro, carbón y caliza.



El hierro se puede encontrar en MAGNETITAS y HEMATITAS, La cual presenta color rojizo, que evidencia la presencia de hierro.



El carbón mineral es un elemento que compone al acero, se presenta en una cantidad menor, pero es indispensable.

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¨Facultad de ingeniería civil¨ 

El azufre y el yeso corroen al concreto, debido a esto antes de hacer una construcción, se toman muestras y se realizan estudios del suelo previos, para evitar que la estructura de concreto sea dañada.



Para mejorar la resistencia del acero usamos el tungsteno de la wolframita, estos son usados por ejemplo en las uñas de las máquinas excavadoras para evitar el rápido desgaste.

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