Monografias | ¿Cómo hacer más fácil el estudio de los minerales y rocas en condiciones de trabajo de campo?

RESUMEN
En el trabajo se realiza un análisis de tres textos importantes que tratan el tema de la génesis de los minerales petrográficos y las rocas. En ellos se precisan algunas limitaciones con los esquemas y tablas que utilizan para tratar estos contenidos de acuerdo a su complejidad y a partir de los resultados se sugieren otros con una estructura didáctica diferente y con más información y se establecen relaciones entre los minerales, las rocas y entre estas, así como se ofrece una caracterización de las principales rocas de acuerdo a su génesis.

INTRODUCCION
Los conocimientos geológicos son fundamentales en el estudio de nuestro planeta, y su contenido está relacionado con el estudio de los minerales y de las rocas, con los procesos y mecanismos que actúan sobre los componentes de la litosfera, y por tanto, con todos los aspectos que reflejan la historia de la Tierra a través del tiempo.

La historia de la Tierra descubre una constante pugna entre los agentes geológicos: los llamados procesos geológicos exógenos y los endógenos. Los primeros son esencialmente destructores, actúan en superficie y su acción se manifiesta por los grandes ciclos de erosión, transporte y sedimentación. Los segundos son más espectaculares en sus manifestaciones de la energía interna del planeta. Cada proceso geológico tiende a la formación de tipos de rocas características, y es precisamente a través del estudio de la estructura de las rocas, de su composición y de sus condiciones geológicas de yacimiento como se puede reconstruir el proceso que las originó y su posterior evolución.

Para explicar la interacción de los componentes es necesario tener en cuenta la 
geología que es un elemento fundamental en cualquier estudio geográfico. Partiendo de la complejidad que presenta la adquisición de los conocimientos mineralógicos y petrográficos, así como el poco tiempo que se le asigna en el plan de estudio de la carrera de Ciencias Naturales, lo que no permite consolidar este sistema de conocimiento y desarrollar habilidades en los estudiantes en la clasificación, caracterización e identificación de las rocas, que a su vez influye negativamente en los estudios locales y la realización de prácticas de campo y/o excursiones geográficas, es que nos propusimos como objetivo elaborar un material complementario sobre minerales y rocas, con esquemas lógicos y una estructura didáctica que demuestre la relación y facilite la identificación a partir de la información que se presenta de forma resumida.

Desarrollo
Para el estudio de las rocas es necesario, partir del análisis de los minerales petrográficos fundamentales, que son las que dan la posibilidad de identificar las mismas unidas a otras características.

Estos contenidos son tratados en diferentes literaturas con profundidad, presentamos un análisis de las más utilizadas en la enseñanza y a partir ello sugerimos algunos esquemas y tablas lógicos que facilitan abordar estos contenidos de forma resumida y estableciendo relaciones entre los mismo, algo de importancia en los estudios geológicos y geográficos.

Es de vital importancia establecer relaciones entre la formación de los minerales petrográficos y la formación de las rocas ígneas, de acuerdo a la forma de yacencía, la profundidad y la temperatura a que se forman.

En Geología General del autor M.M. Chariguin se presenta un esquema de relaciones recíprocas de los minerales esenciales en las rocas intrusitas abisales y diferentes cuadro con relaciones, pero de forma separada y de algunas rocas, pero su concepción didáctica no siempre permite establecer relaciones entre los minerales y las rocas y entre estas, esto aparece entre la páginas 57 a la 62.

En Geología General del autor G. Gorshkov y A. Yakushova entre las páginas 350 y la 361 se tratan las rocas sedimentarias la tabla que aparece no permite un correcto análisis y a la vez establecer relaciones. Las rocas ígneas se tratan entre las páginas 538 y 539, se expone una tabla con una caracterización bastante completa, pero poco práctica para operar con ella en trabajos de campo. Las metamórficas se estudian en las páginas 554 a 556, no se presenta una tabla que facilite su identificación y sus relaciones con las rocas que le dan origen producto del metamorfismo.

En el texto Introducción a la Petrografía del autor R. Segura Soto, a partir de la página 56 se abordan los minerales formadores de las rocas de forma esquematizada en la figura 22, a través de la Serie de Bowen, pero le faltan elementos que pueden ser incluido y mejorar su comprensión y aplicación para la identificación y relacionarlos con las rocas. Se presentan cuadros resúmenes fundamentalmente de las rocas ígneas y las sedimentarias de valor, pero su concepción didáctica dificulta su análisis, además no se esquematiza la procedencia de las rocas metamórficas.

La complejidad de estos contenidos hace necesario la elaboración de esquemas lógico con una estructura didáctica que facilite el estudio y su aplicación práctica estableciendo relaciones entre los minerales y las rocas y entre estas.

A continuación presentamos algunos esquemas lógicos que pueden contribuir a una mejor comprensión y aplicación de estos contenidos en la práctica, con análisis parciales a modo de demostración.

En el esquema se aprecia el orden de cristalización de los minerales petrográficos y el rango de temperatura y otras características, por ejemplo, el cuarzo es el último en formarse, lo realiza a una temperatura de 500 0C y es incoloro o gris ahumado.


Las rocas ígneas se forman a partir de una masa fundida, conocida como magma, la cual se enfrió y cristalizó a cierta profundidad para formar una roca intrusiva compuesta de agregado de minerales del grupo de los silicatos. Las erupciones de lava fundida que salen de los volcanes y se depositan sobre la superficie de la Tierra, dan origen a las rocas extrusivas.

En este esquema se puede inferir algunas características de forma práctica y siguiendo una estructura didáctica que facilita su accionar, si analizando el granito se puede decir que es una roca intrusiva, ácida, clara, ligera compuesta por cuarzo, ortosa, plagioclasas, biotita y Hornblenda (anfíboles), es holocristalina, si cristaliza cerca de la superficie se forma el pórfido granítico y entonces es merocristalina e hipabisal y si lo hace en la superficie estamos en presencia de la riolita, formando una familia y si es por explosiones volcánicas ese magma puede dar lugar a la obsidiana, la piedra pómez o la pumita. Si el granito es sometido a metamorfismo regional se transforma en gneis que es una roca metamórfica intermedia.

La esquematización siguiente permite demostrar como producto del metamorfismo en las rocas, se pueden transformar en otra con características diferentes, convirtiéndose una roca metamórfica que puede clasificarse en masiva u orientadas (foliadas o paralelas). 

Si una caliza masiva sufre metamorfismo se convierte en mármol, si es sobre una caliza estratifica se transforma en un esquisto calcáreo, y se clasifica orientada, ambas son rocas metamórficas, pero con estructura diferente.

Caracterización de las principales rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas.
Rocas ígneas
1- Granito, 2- Granodiorita, 3- Diorita cuarcífera:

Son rocas ígneas plutónicas, ácidas y las dos últimas la transición hacia las medias, en su conjunto pueden denominar como rocas granitoides. Los granitos en Cuba no tienen amplio desarrollo, están en áreas restringidas, generalmente formando parte de instrucciones de diorita cuarcíferas y/o granodioritas , que tienen distribución más amplia.

La composición mineralógica de este grupo puede estudiarse en la tabla general, donde se observa como mineral esencial el cuarzo. La cantidad de este mineral (cuarzo ) disminuye del granito hasta la diorita cuarcífera.

Tabla 1

Las rocas granitoides son de grano grueso, o sea, textura holocristalina. Son rocas muy resistentes a los golpes, pero bajo la influencia del agua y el aire durante largo tiempo, la ortosa se transforma en minerales arcillosos y pierden la dureza.

Las dioritas presentan tonos más oscuros y son mucho más básicas que los granitos y las granodioritas.

En general la distribución de estas rocas es limitada, si se compara con las rocas ultrabásicas. No obstante las granodioritas y dioritas cuarcíferas se localizan en algunas regiones de Guamuhaya.

4- Los pórfidos: Son rocas intrusitas filonianas, formadas en los diques y apófisis. Su contribución es igual a los granitoides, a las dioritas y al gabro en dependencia del caso, son de textura marocristalina de grano fino. Están representadas en cuerpos instrusivos menores enfriados en profundidades someras de la corteza terrestres o también en raíces marginales de cuerpos mayores. 

5- Pegmatitas. Son rocas filomianas de grano muy grueso, se presentan en diques, pueden ocurrir para todas las composiciones desde ácidas hasta básicas. Pero la pegmatita clásica es la granítica. En cuba predominan las pegmatitas compuestas por feldespato y cuarzo.

6- Las riolitas y riodacitas: son las equivalentes volcánicas del granito y granodioritas. Están compuestas por los mismos minerales. En las riolitas los fenocristales corresponden generalmente a cuarzo y biotita y en las riodacita, además de cuarzo y biotita presentan fenocristales de plagioclasas. El color de la pasta generalmente es blanco o rosado claro en las riolitas y grisáceo en las riodacitas.

7- Obsidiana y pumita. Son vidrios volcánicos. La obsidiana está formada por los mismos minerales que la roca que la antecede, pero su estructura es amorfa, vidriosa. Es una roca porosa, de colores grises, negro y carmelita, con brillo de botella. (el color oscuro se dice que es de la magnetita diseminada). Se conocen las siguientes variedades de obsidiana riolitica y traquítica, andesitita, diabásica o basáltica, según la naturaleza del magma. En Cuba predominan las obsidianas andesíticas.

7- Pumitas: Son vidrios extremadamente porosos espumosos cuyas cavidades se deben a la expansión de los gases y elevadas temperaturas. Generalmente son como cortezas de lavas de composición ácidas. Muchas veces constituyen partes de los fragmentos arrojados por los volcanes durante sus erupciones. Las rocas volcánicas ácidas y básicas pueden originar pumitas.

8- Diorita. Son de composición media y básica, su textura es similar a la de los granitoides, aunque puede ser de grano más fino.
Su composición mineralógica es de plagioclasas de 50-70 % y máficos más comúnmente hornblenda y piroxeno, raramente biotitas, 25-45. Carece de cuarzo.
Se localiza fundamentalmente al sur de las provincias orientales. Ocurren como facies marginales de las intrusiones granitoides más ácidas

9- Andesitas. Es el correspondiente efusivo de diorita, se diferencia por su textura fluidal. Su color es desde el gris al negro, de composición media. Presenta fenocristales de plagioclasas, así como anfíbol y/ o piroxeno. Son las rocas volcánicas más abundantes en nuestro país. Se intercalan con elementos piroclásticos.

10- Dacitas. Es una roca volcánica de composición media equivalente de la diorita cuarcífera. Presenta fenocristales de plagioclasas y cuarzo. Su distribución es muy limitada en Cuba con respecto a la andesitas y generalmente se intercalan en estas. 

11- Gabros. Es una roca básica, abisal de color oscuro, formada por feldespatos sódicos- calcicos, piroxeno, anfíboles y olivino de textura holocristalina. Predominan los minerales negros. Son rocas muy pesadas. En todo el país se pueden estudiar en asociación constante con las rocas ultrabásicas.

12- Basalto y diabasa. Son los componentes efusivos del grabo, es microcristalinas. El basalto es negro, pesado y compacto, muy duro, sin embargo se parte relativamente fácil.
La diabasa es una roca basáltica vieja, por lo general de color verde oscuro, teniendo los mismos minerales que el gabro, pero sin olivino. Formada por feldespatos cálcicos- sódicos y piroxeno. También se puede encontrar en facies hipobisales.

13- Porfirita basáltica. Se utiliza este nombre para designar las rocas efusivas comunes con proceso de alteraciones o envejecimientos, a diferencia del basalto, para denominar sus equivalentes frescos.

14- Peridotitas y piroxenitas: Las peridotitas constituyen fundamentalmente las rocas ultrbásicas, ya que las perixonitas tienen distribución muy reducidas. En Cuba las rocas ultrabásicas revisten gran importancia, no solo por la abundancia formando un cordón o espina dorsal a lo largo de toda la isla, sino porque con ellas se relacionan valiosos yacimientos minerales, tales como: níquel, cobalto y cromo.

Están constituidas por olivino, piroxenos, anfiboles y biotitas de color verde oscuro hasta carmelita oscuro, textura holocristalina. 

Rocas Sedimentarias
Son rocas de origen exógeno formadas por la erosión de las preexistentes. Los productos detríticos resultantes son transportados en suspensión, y partes disueltos por las aguas, y finalmente depositados en las cuencas de sedimentación en forma de capas o estratos. Además, se forman por la compactación de los sedimentos efusivos.

Están constituidas fundamentalmente por dos clases de materiales:
a) Materiales detríticos o clásticos. b) Materiales precipitados químicamente.
Las dos clases de materiales se mezclan en estas rocas.

Caracterización de las rocas sedimentarias
1- Brechas y conglomerados: En las brechas los fragmentos tiene formas angulares, desde pequeño hasta mayores tamaños. Estas rocas reflejan la ausencia de transporte, es decir, su deposición generalmente es muy cerca del lugar de origen. Sus fragmentos son de composición variable, unido por una matriz arenosa, muchas veces complementada con carbonato de calcio.
Los conglomerados presentan los fragmentos redondeados, muchas veces se presentan mezclas fragmentos de angulares y redondeados a los que se le denominan conglobrechas o Brechaconglomeradas de acuerdo al predominio de los fragmentos.

2- Areniscas: Son las rocas clásticas de grano fino, en las cuales más del 50% de sus granos oscilan en las dimensiones de 2-1/16 mm.
Generalmente este tipo de rocas se presentan con matriz arcillosa y un cemento de calcita. En las areniscas cuarcíferas compuestas predominantemente por cuarzo, el cemento es silicio. Se les denomina orto-cuarcitas. En las areniscas del tipo arcosa la proporción del feldespato sobrepasa el 25%
Las grauvacas son areniscas de tono oscuro. Las calcarenitas son areniscas que abundan extraordinariamente en Cuba y están constituidas por fragmentos de calizas pre-existentes cementadas por carbonatos, a menudo muy ricas en fósiles.

3- Limonitas. Son rocas de transición entre las areniscas y las arcillas. Sus granos están compuestos por los mismos elementos abundantes en las areniscas, o sea, cuarzo, feldespatos, micas y calcitas.
Frecuentemente presentan una abundante matriz arcillosa. El color más frecuente es el grisáceo. Surgen con frecuencia en el fondo de las cuencas marina, en las zonas de transición entre las areniscas y las arcillas. 

4- Lutitas. Son rocas arcillosas, donde sus componentes son menores de 0,004 mm. Estas son el resultado de la consolidación de las partículas arcillosas. Presenta variedades, dado por su número crecido de componentes accesorios. En la zona de Cabaiguán abunda la lutita calcárea.

5- Calizas: Constituyen el grupo de rocas sedimentarias más importantes, no clásticas. En Cuba se conoce en todo el territorio y de todas las edades, principalmente de origen marino, que evidencian las frecuentes sumersiones a través de la historia geológica del archipiélago. Están tienen más del 50% de carbonato de calcio en su composición, ya sean en forma de calsita o aragonito. Se dividen en:
a) organógenas (calizas fosilíferas y creta). 
b) químicas (caliza).
c) clástica (calcarenitas)

6- Dolomitas. Presentan más del 50% en su composición dolomitas. Son extraordinariamente parecidas a las calizas. Generalmente se Inter.-estratifican con calizas pero se diferencian por su color crema.

7- Pedernal o silicita. Se componen fundamentalmente de las formas de sílice conocidas como calcedonia o ópalo. La sílice necesaria para la composición de está roca puede obtenerse de dos modos principales. Originadas en la meteorización, es llevada en solución por las aguas circundantes hasta el mar y aunque está cantidad en ínfima, es suficiente para organismos tales como los radiolarios la tomen y la fijen en sus caparazones. Pero las fuentes más importantes de sílice la constituyen las soluciones post-magmáticas vertidas en el mar durante las épocas de actividad volcánicas submarinas, con tal abundancia de sílice, la proliferación de los citados radiolarios y otros organismos similares se ven muy favorecidos.

En Cuba se acumularon rocas ricas en radiolarios que se han reportado en varias localidades.
Los pedernales son muy duros de colores variados, a menudo negro o rojizo, con fractura concoidal. 

8- Evaporizas. Se incluyen aquí las rocas formadas por sales solubles, generalmente monominerales. Se originan por las precipitaciones de soluciones sobresaturadas debido a las concentraciones que provocan la evaporación. Se incluyen dentro de este grupo el yeso, la anhidrita y la sal gema. Estas rocas carecen de fósiles. En Cuba se localizan en la cayería septentrional. 

9- Turbas. Se forman en ciénegas y pantanos, donde una capa vegetal viva actúa como cubierta de las capas previas acumuladas, semi-descompuestas por la excesiva humedad y escasez de oxígeno. Como consecuencia de la desaparición constante de la cubierta vegetal y su deposición como turba en el transcurso del tiempo geológico.

10- Asfaltitas. Por oscilación y polimerización los petróleos dan lugar a los asfaltos, encontrándose en estado pastoso (chapapote) impregnado en areniscas y otras rocas asfaltizadas y con aspectos de carbón de piedra. Las variedades endurecidas se denominan asfaltitas.

11- Lateritas. En Cuba las serpentinitas se descomponen notablemente, formando corteza laterítica características, las que tienen gran interés económico, pues en ellas se encuentran minerales como el níquel, cobalto y el hierro. Las mismas se desarrollaron durante el Plioceno –Cuaternario.

12- Tobas. Las tobas son importantes complejos vulcanógeno-sedimentarios constituidos por una serie sucesiva de ciclos que representan la actividad volcánica en diferentes épocas. Se forman como resultado de la aglomeración y cementación bajo el agua de las cenizas volcánicas por lo que son rocas de naturaleza variada, siendo eruptiva como material compuesto y sedimentaria como forma de deposición. Según la naturaleza de la ceniza se forman diferentes tipos. (Tobas silíceas, tobas calcáreas, tobas zeolíticas, tobas andesíticas y tobas dacíticas).

13- Tufitas. Son rocas vulcanógenas sedimentarias, se diferencian de las tobas en que los fragmentos son más grandes de 5-50 mm.
Otra roca importante es la marga, formada por fragmentos sementados tan finos como la arcilla, pero de naturaleza calcárea, originándose de los fangos calcáreos. Reacciona ante el ácido clorhídrico. No forma pasta con el agua. Su color varia, pero por lo general es color crema blanco o crema amarillento. 

Rocas Metamórficas
Son aquellas rocas cuyos minerales han sufrido ajustes estructurales y mineralógicos en presencia de ciertas condiciones físicas o químicas, o combinaciones de ellas, impuestas por la profundidad , la presión, la energía térmica o el calor, y los fluidos químicamente activos, pueden haber intervenido en el cambio de una roca originalmente ígnea o sedimentaria en metamórfica.

Caracterización de las rocas metamórficas.
Las rocas metamórficas se originan por el proceso de metamorfismo en las pre-existentes. Existen tres tipos fundamentales de metamorfismo:
a) De contacto, que se presenta sen zonas limitadas con carácter local, en las cercanías de los cuerpos ígneos.
b) Regional, desarrollado en áreas considerables, de cientos y miles de kilómetros cuadrados, ocurrido típicamente en las zonas orogénicas.
c) Por dislocaciones, también de carácter local, limitado a áreas de deformación muy intensas, tales como las grandes fallas.

1- Cuarcitas: Es una roca compuesta esencialmente por cuarzo, fuertemente recristalizada de color claro. Procede de las areniscas cuarcíferas. Abundan en la provincia de Pinar del Río intercaladas con las pizarras, así como en la Isla de la Juventud y en Guamuhya. 

2- Mármol: Procede de la recristalización de las calizas y la dolomita durante el metamorfismo. Presenta coloración variada. En Cuba se localizan en la Isla de la Juventud, Guamuhaya, donde existen calizas marmorizadas, hasta mármoles verdaderos.

3- Anfibolitas. Son de estructuras masivas. Producto del metamorfismo regional en rocas ígneas básicas como el gabro y las diabasas, compuestas por hornblenda y plagioclasas.Se encuentran en Guamuhaya.

4- Serpentinitas. Están compuestas por olivino y piroxeno. Se forman por autometamorfismo en las peridotitos, proceso que se registra a lo largo de Cuba.

5- Corneana. Son rocas generalmente de estructura masiva. Típicas de los contactos de los cuerpos ígneos. En Cuba se localizan en las zonas de contacto de las rocas granitoides con las encajantes.

6- Pizaras. Son rocas de grano finamente escamosas, con esquistosidad perfecta, lo que es conocido como foliación. Se debe al metamorfismo regional de las rocas sedimentarias de grano fino. En Cuba se localizan en la formación San Cayetano, en la provincia de Pinar del Rió y en Punta Alegre en Ciego de Ávila.

7- Esquistos. En estas rocas la esquistosidad es notable y sus granos son lo suficientemente grande como para identificar los macroscopicamente. Los minerales micáceos son muy abundantes y de aquí el nombre tan generalizado de micaesquistos o esquistos micáceos. Los esquistos son las rocas más desarrolladas del metamorfismo regional. En Cuba hay variedad en los macizos de Guamuhaya e Isla de la Juventud.

8- Gneis o neises. Es una roca de estrutura bandeada e irregular, donde se alinean los minerales que contiene. Los gneis presentan una esquistosidad pobre debido a la escasez de minerales micáceos. Estas rocas se forman a grandes profundidades. En la isla de la juventud se han definido algunas rocas como neises.

Para la identificación de las muestras de rocas, es necesario utilizar el microscopio, y/o la lupa mineralógica para identificar los minerales, de no poder observar a simple vista, además es necesario fracturar la misma en el momento de la observación para evitar que se presenten errores por la contaminación que suelen presentarse en la naturaleza por la sedimentación, después se debe analizar:
Textura 
Estructura 
Color
Composición mineralógica 
Clasificación genética 
Tipo o nombre 
Importancia Práctica

Conclusiones
El material elaborado ofrece de forma resumida los principales minerales formadores de rocas y características fundamentales para su identificación, tales como, el color, la profundidad donde cristalizan de forma esquematizada, entre otras, se exponen esquemas lógicos para trabajar algunas rocas y establecer relación entre ellas al transformarse producto del metamorfismo.

Se da respuesta a las necesitas de disponer de una información resumida sobre los minerales petrográficos y de las rocas que le permite su aplicación sistemática en los estudios geográficos y el cumplimiento del principio estudio de la localidad, con una estructura didáctica que facilite su comprensión.

Se sugieren pasos a seguir para la identificación de las rocas, lo que es factible realizar teniendo en cuenta la información ofrecida y la bibliografía que se referencia.

Bibliografía
1. Chariguin M.M Geología Generales. Edición Grijalbo S.A Barcelona. México D.F 1973. 
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7. Graus Eward, Henry. Mineralogía. Edición Revolucionaria La Habana 1970. 
8. Rudel, A. Geografía. Editorial Motaner y Simón S.A Barcelona. 1966. 
9. Sánchez López Rafael, Cosme Fdez Ramos y Alfredo Domínguez Glez. Minerales y rocas. Un problema de la enseñanza de la Geografía. (Inédito) ISP. Capitán Silverio Blanco Núñez. Sancti Spiritus, 2000 
10. Segura Soto, Rafael. Introducción a la petrografía. Editorial Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana. 1973.

AUTORES: 
MSc. Rafael Sánchez López, 
MSc. Cosme Fernández Ramos, 
Lic. Yenisbel Sánchez Mirabal y 
MSC. Jorge Martinó Hernández.

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