ROCAS Y MINERALES
Rocas
En Geología, el término roca, hace alusión a las formaciones sólidas, que están constituidas por cristales o granos de uno o más minerales, ellas conforman la composición básica de la Tierra, donde su cuarta parte es roca sólida, además de los cuerpos celestes del espacio.
Las rocas pueden ser de varios tipos, las rocas ígneas, aquellas que se forman a la solidificación del magma, las cuales bien pueden ser plutónicas o intrusivas (Imagen 1), aquellas que se dan cunado el magma se enfría de manera lenta debajo de la superficie terrestre, formando granos gruesos (entre 2-30 milímetros cúbicos).
Conforman la corteza terrestre y el manto, siendo rocas primarias, es decir, el punto de partida para la existencia de otras rocas en la corteza.
Las rocas que resultan del enfriamiento del magma sobre la superficie de la Tierra, se las conoce como rocas extrusivas (Imagen 1), aquellas que presentan granos finos (menores de 2 milímetros cúbicos).
Aquellas que su formación y enfriamiento se dio en un punto intermedio, se las conoce como rocas hipoabisales, aquellas que presentan granos gruesos en un matriz de granos finos.
Por otra parte las rocas sedimentarias (Imagen 2), son aquellas rocas formadas tras los diversos procesos de meteorización de las rocas extrusivas, donde los minerales erosionados, son trasladados y depositados, tras la aglomeración de varios minerales erosionados se forman este tipo de rocas.
El último tipo de roca, son las metamórficas (Imagen 3), aquellas rocas que no cambian su estructura química más si su estructura física, al momento de que cualquier tipo de roca se encuentre bajo altas presiones y temperatura, está ira meteorizándose, o cristalizándose.
Minerales
Según Tarbuk y Lutgens (2005): Los minerales son los componentes básicos de las rocas, donde estos son sustancias naturales, inorgánicas, sólidas y cristalinas, que poseen una estructura interna ordenada y una composición química definida. (Imagen 4)
Clasificación:
Los minerales pueden ser clasificados de varias maneras, de acorde a su forma, a su origen, a su estructura y por su composición química.
Por su composición química los minerales se los
puede clasificar en dos grandes grupos: los minerales silicatados y los
minerales no silicatados. (Imagen 5)
Los minerales no silicatados son aquellos que en su estructura no poseen el tetraedro de silicio - oxígeno, elemento principal de los silicatados.
Durante el proceso de Carbonatación Mineral, los Carbonatos (mineral no silicatado), y los minerales silicatados, son de importancia por lo que estos dos grupos serán descritos a continuación.
Minerales no silicatados: Carbonatos
Los Carbonatos, son minerales no silicatados, ya que su estructura está definida por MCO3, donde M es cualquier metal o no metal y CO3 es el ion carbonato.
- Ion Carbonato:
Los carbonatos, minerales no carbonatados, son las sales del ácido carbónico (H2CO3), resultado de la reacción entre el CO2 y agua, siendo una reacción de síntesis. (Imagen 6)
- Equilibrio del Ácido Carbónico
El mayor inconveniente presente, es la lenta reacción, por ello parte del CO2 no se encuentra en forma de H2CO3, más el ácido carbónico se encuentra en equilibrio con el anión bicarbonato y carbonato, representado en la ecuación. (Imagen 7)
Según Chang (2010): De acorde a la teoría de Brönsted-Lowry, un ácido es toda sustancia capaz de ceder protones, los mismos que deberán ser recibidos por otras sustancias, a las que se les denominó bases.
Donde en la reacción, el ácido carbónico más el agua (base), produce que el ácido carbónico se ionice, cediendo un hidrógeno (protón) al agua, dando como resultado la formación de ion bicarbonato. Por lo que se considera a esta reacción como equilibrio, ya que las sustancias formadas pueden seguir transfiriéndose H+.
Pudiendo expresarse como la reacción entre un ácido y base formando un ácido conjugado de la base más una base conjugada del ácido, donde según la teoría de Brönsted-Lowry es considerado como una reacción de neutralización.
Tras los estudios de W.L.Bragg (1915), se demostró que los enlaces, en el ion carbonato, C-O, eran iguales, redefiniendo la estructura del mismo, dando como resultado la geometría planar del ion,
De igual manera en la reacción, el ion bicarbonato formado en la reacción, al agregarse agua formará el ion carbonato, por los parámetros establecidos anteriormente.
- Minerales Carbonatados
El ion Carbonato, al entrar en contacto con iones de metales, como lo son el Fe2+,
Mg2+, Ca2+ y demás, forma lo que se conoce como minerales
carbonatados (Imagen 8)
Estos minerales carbonatados, en su mayoría son muy raro de encontrar en la naturaleza, más el Carbonato de Calcio (CaCO3) es uno de los más abundantes en relación a otros, son poco solubles, exceptuando el Carbonato de Amonio, por lo que su obtención mediante carbonatación, resulta factible por la precipitación de los mismos, los carbonatos de metales alcalinos térreos, forman parte en su gran mayoría de la composición de las rocas de la corteza terrestre.
- Minerales carbonatados más impotantes
La calcita es un mineral formado por Carbonato de Calcio (CaCO3), su nombre viene del latín calx (cal viva), es el mineral más estable de los Carbonatos, representa el 4% del peso total de la corteza terrestre.
Puede presentarse de varios tipos y colores por las impurezas, su deureza en la escala de Mohs, es de 3, es muy reactivo inclusivo con ácidos débiles. (Imagen 9)
Al momento de agregar un ácido a la calcita, este mineral siempre produce efervescencia, debido a la reacción que se lleva a cabo. (Imagen 11)
En esta reacción química, la calcita al entrar en contacto con el ácido Clorhídrico, reacciona formando agua más CO2 gaseoso, de ahí el burbujeo, el Calcio y el Cloro se sintetizan.
Por lo general, sus cristales se encuentran formando depósitos sedimentarios geológicos o como minerales de sustitución, aunque en general, aparecen como un material masivo formando rocas calizas.
Puede sufrir metamorfismo regional o de contacto, pasando de ser una calcita a un mármol, por la re-cristalización del mineral, rara veces forman rocas ígneas (carbonatitas).
En cuevas o en parajes de una profundidad relevante y de paisajes cársticos, estos depósitos sedimentarios de calcita, pueden llegar a formar estalactitas y estalagmitas. (Imagen 12)
La Magnesita es un mineral, cuya composición química es Carbonato de Magnesio (MgCO3), puede presentar impurezas de metales como el Fe2+, Mn2+, Ca2+ o Ni2+, dándole diferentes coloraciones.
Se presentan en la naturaleza, como una masa de micro-cristales, compactas y opacas, más si estas llegan a cristalizarse, al ser puras, serán trnasparentes y si presentan impurezas serán amarillas. (Imagen 13)
El ambiente de formación suele ser en roca sedimentarias de tipo evaporita, a partir de la desecación de lagos salados ricos en Mg, pueden presentarse, por sustitución meta-somática, en los depósitos de Calcio y dolomita.
Otra de las formas por las que puede aparecer este tipo de mineral, es por medio de la alteración de rocas ígneas básicas y serpentinitas.
La aplicación de estos minerales es muy extensa, son empleados en la industria de la construcción, de la fotografía o de la siderúrgica, de él se puede obtener el Magnesio metálico, empleadas en la metalurgia para la obtención de aleaciones, y sales de Mg, utilizadas en la industria farmacéutica.
Minerales silicatados: Silicatos
Los silicatos, son el grupo de minerales de mayor abundancia en la Tierra, representan el 96% de la constitución de la corteza terrestre, son minerales petrogénicos, en su estructura, estos minerales constan de Silicio (Si) y Oxígeno (O) y pueden llegar a formar estructuras químicas muy complejas. (Imagen 14)
Estos minerales tienen en su estructura química, como unidad fundamental el tetraedro, conformada por un átomo de silicio unido a cuatro átomos de oxígeno dispuestos alrededor. (Imagen 15)
Este grupo se denomina por el ion (SiO4)4-, donde este puede reemplazar los hidrógenos correspondientes del Ácido Silícico, por metales como Aluminio, Hierro, Magnesio, Sodio, Potasio o Calcio.
Esta clase de minerales, según Tarbuk y Lutgens (2005): resultan de gran importancia, ya que, constituyen un 25% de los minerales conocidos y cerca del 40% de los más comunes, estos se encuentran formando rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas.
Los silicatos pueden ser de varios tipos, los neo-silicatos, los soro-silicatos, los ciclo-silicatos, los ino-silicatos y los tecto silicatos. (Imagen 16)
Más durante el proceso de Carbonatación Mineral, los neo-silicatos y los soro-silicatos son los tipos que entran en los procesos.
Rocas Carbonatadas y Silicatadas
Las rocas, en cuya estructura se encuentran carbonatos, se las conoce como rocas carbonatadas o rocas con minerales carbonatados.
Este tipo de rocas constituyen el 80% de la composición de la corteza de la terrestre, entre ellas encontramos las calizas, dolomitas y mármoles cristalinos, estas formaciones dan menas de numerosos metales. (Imagen 17)
Las rocas, en cuya estructura se encuentran silicatos, se las conoce como rocas silicatadas o rocas con minerales silicatados.
Estas rocas representan el 96% de la composición de la corteza terrestre, estas rocas se caracterizan por estar constituidas por Silicio y Oxígeno, en la forma del tetraedro de Silicio-Oxígeno, es decir, son aquellas rocas compuestas de minerales silicatados. (Imagen 18)
