Geologia

UceU

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

ENSAYO DE GEOLOGÍA

TEMA: ISOFORMISMO Y POLIFORMISMO MINERAL

Uce –Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática

ALUMNO: CALO CATOTA DIEGO MAURICIO

CURSO: 03 PARALELO: 01

Ing.MsC.PhD. IRENE REVELO

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN.......................................................................................................................2

CUERPO DEL ENSAYO............................................................................................................3

OLIVINOS...............................................................................................................................3

PLAGIOCLASA......................................................................................................................5

EL COLTÁN............................................................................................................................5

POLIMORFISMO.......................................................................................................................6

DIAMANTE............................................................................................................................7

EL GRAFITO..........................................................................................................................7

LA CALCITA..........................................................................................................................8

CONCLUSIONES Y OPINIÓN PERSONAL.............................................................................9

GLOSARIO.................................................................................................................................9

BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................................................10

ANEXOS...................................................................................................................................11

1Ensayo de Geología Isomorfismo y Polimorfismo


INTRODUCCIÓNLos términos polimorfo e isomorfo se suele usar para materiales cristalinos, materiales sólidos cuyos elementos constitutivos se repiten de manera ordenada y paralela y cuya distribución en el espacio muestra ciertas relaciones de simetría

Para el caso del isomorfismo veremos que algunos de los minerales más importantes en la formación de rocas son mezclas isomorfas y veremos algunas características de esas mezclas, a su vez también veremos que hay isomorfismo en algunos materiales de interés económico el cual sería un punto importante para acotar. El caso más rutilante el del coltán que por sus singulares propiedades y con la ayuda del avance tecnológico se ha vuelto fundamental para el desarrollo de telefonías móviles, armas, medicina, etc. Aunque lamentablemente al ser un material tan útil para diferentes aplicaciones ha hecho que países quieran tomar el control del mismo generando los típicos conflictos y también hay que decir que su explotación tiene un grado de alto de impacto ambiental y de salud.

Además de la importancia del químico alemán Eilhard Mitscherlich quien propuso el concepto de isomorfismo formalmente aunque ya mucho antes fundamentado por Wollaston este último desarrollando último el primer ganiómetro de reflexión gracias al cual permitió comprender el fenómeno y sus límites.

Para el caso del polimorfismo veremos un concepto claro de lo que es y profundizaremos más que todo en los polimorfos minerales del carbono puro, en donde llama la atención el diamante, ya que en África es motivo de conflictos graves por su obtención.

Sin más que agregar pasemos al cuerpo del ensayo esperando que sea del agrado del lector.


http://es.wikipedia.org/wiki/William_Hyde_Wollaston

http://es.wikipedia.org/wiki/Eilhard_Mitscherlich


CUERPO DEL ENSAYO

Propiedades Físicas y Químicas

La forma geométrica de un mineral cristalizado es la expresión externa de su estructura molecular interna. La estructura interna controla muchas de laspropiedades físicas enlistadas. Todas las propiedades de un mineral deben depender del carácter de los elementos de los que ésta compuesto.

Un mineral es una sustancia inorgánica que tiene doscaracterísticas fundamentales:

Un mineral posee una composición química definida, la cual puede variar de ciertos límites.

Un mineral posee una disposición ordenada de átomos de los elementos de que está compuesto, y esto da como resultado el desarrollo de superficies planas conocidas como caras. Si el mineral ha sido capaz de crecer sin interferencia, las caras pueden intersecarse para producir formas geométricas características, conocidas como cristales.

Un mineral a partir de sus propiedades físicas exclusivamente. Pero sí que podemos a partir de distintas características diferenciar unos de otros. Estas propiedades físicas de los minerales dependen de su composición química y de su estructura cristalina.

En la naturaleza ocurren de forma abundante distintas transformaciones de unos minerales en otros, destacando dos posibles procesos sus propiedades químicas.

ISOMORFISMO

Tenemos El isomorfismo comencemos diciendo que ISOMORFO. (ISO, igual - MORFO, forma) término originalmente aplicado a dos sustancias que cristalizan en la misma forma cristalina, pero ahora se restringe a los casos donde las dos sustancias forman una serie de soluciones sólidas como las plagioclasas; tenemos como ejemplo la



sal común y la fluorita cristalizan formando cubos, pero no se consideran isomorfos, ya que no forman soluciones sólidas.

Algunas series isomórficas

OLIVINOS“Silicato del grupo de los nesosilicatos, de fórmula general (Mg,Fe)2SiO4, donde hierro y magnesio pueden entrar en cualquier proporción, dando lugar a una serie de isomorfos cuyos extremos serían fayalita, el término con sólo hierro Fe2SiO4, y forsterita, sólo con magnesioMg2SiO4, habiendo solución sólida completa entre ellos. Son minerales comunes en rocas básicas y ultrabásicas, en las que pueden entrar como componente prácticamente único (dunitas) o junto a piroxenos y plagioclasas (peridotitas), siendo un componente importante en basaltos, en los que, dada la abundancia de estas rocas, es fácil encontrarlo.”1

Propiedades de los olivinos

Con brillo vítreo y de translúcido a transparente, su color varía entre casi incoloro, en las variedades más ricas en magnesio, a verde amarillento, verde pálido, verde oliva, o también ámbar a pardo más o menos oscuro a medida que se incrementa la cantidad de hierro en su composición.

El nombre se refiere al color verde más común. También es conocido como peridoto, denominación que en origen se aplicó a las variedades transparentes usadas como gemas en la antigüedad. También se llama crisolita.

Podemos mencionar también su dureza elevada, de 6½ a 7. Densidad entre 3,3 y 4,4 g/cm3, variando según la proporción de hierro. También el índice de refracción aumenta con la cantidad de hierro.

Cristaliza en el sistema rómbico dando cristales de hábito prismático o apareciendo en masas granulares.

Olivinos cálcicos

Existe otra serie, de olivinos cálcicos, mucho menos frecuentes que los anteriores cuya composición varía entre la de monticellita CaMg SiO4 y la de kirschteinita CaFe SiO4. También existe solución sólida entre ambos términos aunque no se da entre los de una serie y otra como consecuencia del impedimento espacial que impone el mayor radio iónico del Ca respecto a los de Fe y Mg:

Estructura

La estructura está definida por tres tipos de poliedros de coordinación:

Los tetraedros de sílice SiO4 centrados por un átomo de silicio coordinado con 4 átomos de oxígeno.



Octaedros ocupados por un catión en coordinación 6 con oxígenos entre las bases de dos tetraedros. Estas posiciones se denominan M1 y el octaedro aparece algo distorsionado.

Octaedros también ocupados por un catión en coordinación 6 con oxígenos pero situados entre base y vértice de tetraedros. Son las posiciones llamadas M2, de geometría más regular que las M1.

Estructura del olivino. Poliedros de coordinación

En los olivinos de la serie Fe-Mg, estos cationes entran indistintamente en una u otra posición dada la similitud de sus radios iónicos. En cambio, en los cálcicos el Ca tiene preferencia por las posiciones M1, algo mayores.

PLAGIOCLASA“Se llama plagioclasa a un grupo de feldespatos correspondiente a la clase de silicatos alumínicos de sodio y calcio variando las proporciones de éstos elementos, forman una serie isomórfica de solución sólida. Sus minerales principales son la albita y la anortita, en los extremos de la serie, teniendo todas las plagioclasas muchas características comunes con ambas.

Debido a la importancia de la composición de las plagioclasas a la hora de la clasificación de las rocas ígneas, la serie se divide en 100 unidades, en función del porcentaje de anortita en una plagioclasa dada.”2

Propiedades

Al tratarse de un grupo con series isomórficas, las propiedades físicas y ópticas son muy variables de unos individuos a otros, dependiendo de la composición puntual de cada caso. La dureza es una de las constantes en todo el grupo, ya que oscila en todos los casos entre 6 y 6,5 en la escala de Mohs, con exfoliación perfecta o muy buena en dos direcciones que se cortan a 90º, y las fracturas son concoideas, astillosas o desiguales.

La densidad varía en las plagioclasas dependiendo del mayor contenido en calcio, aumentando ligeramente el peso específico de 2,6 a 2,7. En las ortosas y microclinas, el peso específico es ligeramente inferior con un valor medio de 2,55.

Son infusibles a la llama la sanidina y las microclinas, mientras que el resto lo hace con dificultad, siendo más fácil en el caso de las plagioclasas. Todas son solubles en ácido fluorhídrico y las plagioclasas se disuelven en clorhídrico más fácilmente cuando mayor es el contenido en calcio.

El brillo es vítreo nacarado en todo el grupo variando la transparencia según los individuos. Todos ellos al pertenecer a los sistemas monoclínico y triclínico son anisótropos biáxicos con unos índices de refracción medio bajos, son inferiores en las ortosas y superiores en las plagioclasas. La birrefringencia es bastante constante. No presentan espectros típicos ni fluorescencia.



EL COLTÁNEl coltán el cual sin duda me pareció el más interesante por todo lo que esconde“El coltán no es realmente ningún mineral establecido. Es un término que no se utiliza en el lenguaje científico y que responde a la contracción de dos minerales bien conocidos: la columbita, óxido de niobio con hierro y manganeso (Fe, Mn) Nb2O6 y la tantalita, óxido de tántalo con hierro y manganeso (Fe, Mn) Ta2O6. Estos óxidos constituyen una solución sólida completa entre ambos minerales; son escasos en la naturaleza y un claro ejemplo de cómo el avance tecnológico contribuye a que materiales considerados simples curiosidades mineralógicas sean cruciales debido a sus nuevas aplicaciones.”3

El coltán es fundamental para el desarrollo de nuevas tecnologías: telefonía móvil, fabricación de ordenadores, videojuegos, armas inteligentes, medicina (implantes), industria aeroespacial, levitación magnética, etcétera. Esto es debido a sus singulares propiedades, tales como superconductividad, carácter ultra refractario (minerales capaces de soportar temperaturas muy elevadas), ser un capacitor (almacena carga eléctrica temporal y la libera cuando se necesita), alta resistencia a la corrosión y a la alteración en general, que incluso le hacen idóneo como material privilegiado para su uso extraterrestre en la Estación Espacial Internacional y en futuras plataformas y bases espaciales. El principal productor de coltán es Australia, si bien existen reservas probadas y/o en explotación en Brasil, Tailandia y la República Democrática del Congo, esta última con cerca del 80% de las reservas mundiales estimadas. Según informes de agencias internacionales y de prensa, la exportación de coltán ha ayudado a financiar a varios bandos de la Segunda Guerra del Congo, un conflicto que ha resultado con un balance aproximado de unos 4 millones de muertos. Ruanda y Uganda están actualmente exportando coltán robado del Congo a occidente (principalmente a los Estados Unidos), en donde se utiliza casi exclusivamente en la fabricación de condensadores eléctricos de tantalio.Su explotación en África ha estado, y está, ligada a conflictos bélicos para conseguir el control de este material, condiciones de explotación en régimen de semiesclavitud, desastres medioambientales con gravísimas repercusiones en la fauna local de especies protegidas (gorilas, elefantes), e incluso a graves problemas de salud asociados con los arcaicos e infrahumanos métodos de explotación.

Pasemos hablar ahora sobre todo lo que se refiere al polimorfismo y algunos de sus ejemplos

POLIMORFISMOPolimorfismo. (POLI, varias) Una sustancia que se presenta con dos o más formas distintas, que tienen idéntica composición química, se llama polimórfica, por ejemplo existen tres formas del dióxido de titanio, rutilo y anatasa, ambos tetragonales, y brookita que es ortorrómbica. La calcita (hexagonal) y el aragonito (ortorrómbico) son polimorfismos de carbonato cálcico. Los términos dimorfismo y trimorfismo suponen, respectivamente, la existencia de dos o tres formas diferentes.


http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidos

http://es.wikipedia.org/wiki/Uganda

http://es.wikipedia.org/wiki/Ruanda

http://es.wikipedia.org/wiki/Segunda_Guerra_del_Congo

http://es.wikipedia.org/wiki/Rep%C3%BAblica_Democr%C3%A1tica_del_Congo

http://es.wikipedia.org/wiki/Tailandia

http://es.wikipedia.org/wiki/Brasil

http://es.wikipedia.org/wiki/Australia

http://www.uned.es/cristamine/fichas/tantalita/tantalita.htm

http://www.uned.es/cristamine/fichas/columbita/columbita.htm


Las diferencias cristalográficas reflejan las diferencias subyacentes de la estructura atómica. El polimorfismo es reflejo de las condiciones de presión y temperatura de formación del mineral por eso se suele hablar de polimorfos de alta o baja presión o de polimorfos de baja o alta temperatura.

Ejemplos típicos son los polimorfos minerales del carbono puro: grafito y diamante, así como el dimorfismo del carbonato de calcio: aragonito y calcita. A continuación detallaremos más a fondo alguno de estos ejemplos.

El Diamante mineral de mucha polémica y conflictos

DIAMANTE“Aspecto y características: En agregados translúcidos, rugosos, redondeados y en masas opacas de color gris a negro. En cristales del sistema cúbico; hábito cúbico, octaédrico, tetraquishexaédrico, rombododecaédrico, generalmente con caras curvas o esferas fibroso radiadas. Es infusible, el más duro de cuantos minerales se conocen. Inatacable por los ácidos pero sí por una mezcla de bicromáto potásico y ácido sulfúrico o por el sulfato de potasio y carbonato de sodio fundidos.

Los diamantes sobre roca matriz de Kimberlita se obtienen de las minas de depósitos diamantíferos de Kimberley en Sudáfrica de la cual la British Beers Diamonds tenía la exclusiva de su explotación en Sudáfrica y también del Congo. Esa empresa estaba asociada con la British Beers Diamonds que tuvo todos los seguros de buques del mundo en el siglo pasado y ejercían un inmenso monopolio de los diamantes en África.

La Kimberlita es una roca ígnea y básica de la que se obtienen los diamantes, al igual que de la Lamproita. Esta roca se formó en el magma fundido a gran profundidad, presión y temperatura bajo la superficie de la Tierra hace más de 100 millones de años, donde el carbono cristalizó en forma de diamante. Posteriormente la kimberlita ascendió por grietas volcánicas llamadas chimeneas donde actualmente se acumula el diamante incrustado en esta roca o en la peridotita y liberado en la superficie de la Tierra por los agentes atmosféricos.

El diamante de Sudáfrica está en las profundidades de la tierra, excavando. El diamante de Namibia está en la superficie, incluso se encuentran diamantes en las playas.”4

EL GRAFITO“El grafito es la forma más estable del carbono. Es la modificación hexagonal del carbono y según los estados de su estructura, pertenece a la clase dipiramidal dihexagonal.Las formaciones de grafito hay que referirlas, en gran parte, a depósitos carbonosos sedimentarios transformados por el metamorfismo; en otros casos revelan origen inorgánico, puesto que se explican por ser el carbono (C) procedente acaso de carburos o de combinaciones carbonílicas ascendentes. Su origen es metamórfico de contacto, metamórfico en los mármoles, gneis y esquistos cristalinos, durante el metamorfismo de las hullas.”5



El grafito tiene aplicaciones en la fabricación de lápices; por su condición de buen conductor de la electricidad y el calor, se emplea para revestir los moldes de galvanoplastia, para fabricar crisoles y moldes que han de soportar temperaturas muy altas, base para aplicación como lubricante. También se utiliza para evitar la oxidación.

En los últimos tiempos, el grafito ha ganado la consideración de mineral estratégico para la construcción de armamento nuclear, por emplearse como moderador, con el fin de reducir la acción de los neutrones del uranio.cio

Ahora unos ejemplos del dimorfismo del carbonato de calcio:

Propiedades del Aragonito

“Color: blanco, amarillo, pardo, rojizo,

Transparencia: de transparente a translucido

Brillo: vítreo, mate

Sistema cristalino: romboico

Morfología: aparece en cristales aciculares, tabulares, génesis: se encuentra como precipitación calcarea en fuentes termales en forma de costras o estalactitas,

Posibles confusiones: con la calcita, aunque tiene menor dureza, pertenece al sistema romboédrico y presenta exfoliación paralela.

Yacimientos: España, Austria, Italia, Francia, Aragonito”6

El aragonito debe su nombre a la población de Molina de Aragón, en la provincia de Guadalajara, donde se encuentran unos yacimientos de los que se extraen magníficos ejemplares.

Es, junto con la calcita-un mineral muy común- y la vaterita - un mineral muy raro-, una de las tres formas cristalinas del carbonato calcio.El uso del aragonito es muy limitado, sobre todo por su inestabilidad. Sus variedades alabastrinas son talladas en láminas semitransparentes y utilizadas con fines ornamentales, pero al margen de esto es puramente una piedra de coleccionismo.

LA CALCITA“Color Incolora transparente (Espato de Islandia) o blancas; si bien algunas impurezas le dan coloraciones rojas, amarillentas, verdes, moradas, etc. Gris y al calcinarse es blanca.

Propiedades



Las propiedades de la cal y la piedra caliza son indispensables para la protección del ambiente: suelo, bosques, lagos y ríos, mejoran el suelo, purifican las emisiones contaminantes, recuperación de metales, neutralizar ácidos y tratar nuestras aguas.”7

Comenzó en los océanos, en el inicio de la vida los primeros organismos encontraron en el carbonato de calcio un elemento necesario para su metabolismo y sirvió de estructura en esqueletos, concha y dientes. Durante cientos de millones de años, con la muerte de estos organismos, se formó el calcio con la presión del sedimento que lo cubre. Después, como resultado de los movimientos de la corteza terrestre parte de la tierra caliza emerge a la superficie.

La calcita, que cristaliza según una serie de planos preferenciales, producidos por el paso de aguas ricas en carbonatos a través de un sistema de grietas en un material muy soluble como una sal, que es arrastrado posteriormente por estas aguas, quedando sólo los planos de calcita.

El polimorfismo e isomorfismo son propiedades químicas muy importantes para el estudio de los materiales, sin las cuales no podríamos conocer el comportamiento ni los usos que les podemos dar a los diferentes materiales que tenemos en nuestro planeta.



BIBLIOGRAFÍA1http://platea.pntic.mec.es/~cmarti3/GEO/MIN/olivino.htm

2http://ceramica.wikia.com/wiki/Plagioclasa

3http://morato2a.blogspot.com/2008/07/el-coltan-o-coltn-ese-tesoro-tecnolgico.html

4http://mundo-mineral.blogspot.com/2010/01/diamante.html

5http://www.pdvsa.com/lexico/museo/minerales/grafito.htm

6http://www.interminerales.com/comercio/product_info.php?manufacturers_id=22&products_id=34&osCsid=36c015b97d766e54e99e66a0691ec909

7http://www.interminerales.com/comercio/product_info.php?manufacturers_id=57&products_id=225&osCsid=c9ddc461c2edda5d28d515264b43a8de

http://platea.pntic.mec.es/~cmarti3/GEO/MIN/neso.htm

http://www.wordreference.com/definicion/FLUORITA

http://es.wikipedia.org/wiki/Fayalita

http://centrodeartigos.com/articulos-utiles/article_104778.html

http://petroignea.wordpress.com/minerales/minerales-fundamentales/sanidina/

http://www.todoexpertos.com/categorias/ciencias-e-ingenieria/geologia/respuestas/2246871/minerales

http://tecnologiaselectividad.blogspot.com/2009/08/isomorfismo-polimorfismo-y-alotropia.html

http://ampliabiogeo.blogspot.com/2009/11/isomorfismo-y-polimorfismo-mineral.html


http://ampliabiogeo.blogspot.com/2009/11/isomorfismo-y-polimorfismo-mineral.html





http://petroignea.wordpress.com/minerales/minerales-fundamentales/sanidina/

http://centrodeartigos.com/articulos-utiles/article_104778.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Fayalita

http://www.wordreference.com/definicion/FLUORITA

http://platea.pntic.mec.es/~cmarti3/GEO/MIN/neso.htm

http://www.pdvsa.com/lexico/museo/minerales/grafito.htm

http://mundo-mineral.blogspot.com/2010/01/diamante.html

http://ceramica.wikia.com/wiki/Plagioclasa


http://morato2a.blogspot.com/2008/07/el-coltan-o-coltn-ese-tesoro-tecnolgico.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Isomorfismo_mineral

http://html.rincondelvago.com/geologia_3.html

ANEXOS


http://platea.pntic.mec.es/~cmarti3/GEO/MIN/olivino.htm

Muestras de Olivino



Comparación entre los radios iónicos de cationes

Plagioclasa

http://html.rincondelvago.com/geologia_3.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Isomorfismo_mineral

http://morato2a.blogspot.com/2008/07/el-coltan-o-coltn-ese-tesoro-tecnolgico.html



http://img1.wikia.nocookie.net/__cb20090105220055/ceramica/images/thumb/0/0c/Lunar_Ferroan_Anorthosite_60025.jpg/250px-Lunar_Ferroan_Anorthosite_60025.jpg

El coltán

http://cloudfront.rcnradio.ennovva.com/sites/default/files/styles/302x134/public/noticias/coltan_1343911613.jpg?itok=A5i47xcB

http://3.bp.blogspot.com/MX1j118eWow/TdZ9Xty0GTI/AAAAAAAAFYc/SE96FWMlZkA/s320/Diamante%2B2.jpg

Diamante

http://www.pdvsa.com/lexico/museo/minerales/

Grafito



Fluorita

http://www.interminerales.com/comercio/images/CALCITA-100.jpg?osCsid=c9ddc461c2edda5d28d515264b43a8de

La Calcita

http://4.bp.blogspot.com/_f56-MHcsifE/TQSnJ2c2czI/AAAAAAAAAAc/Wft50oSAKRk/s320/Image5%255B1%255D.gif

Polimorfismo en cristales

https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQH3-apaeRhZWgjjWGl3CAcOePwMHKHhBMMBYNfUXf_IB5iHx-WLdMtXzN8



http://4.bp.blogspot.com/_dWNjPOC9Ys4/S9yuWrnPxvI/AAAAAAAAARE/aQV9jFd6Yt4/s1600/1.JPG

https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQDdotGR7THNiUB0u_WtX-_KZuk8TElf5sjKJw7Z93ATmOKOIbVJg

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS5wazWu6duMZ3_E5qqssxzeD0l0ZoBqkRG0fvTJPJMtEiWQ99fPQ








https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQbAkrb18n1om6Iw-2UkHn3aamlfVeVniNsjD0-3hVcDn9op9nt

https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQI8Ma-J8zNns4hPJzcw8yi87hK-B1ZATTaixtiy9C4aVMIMp0cbw

Polimorfismo

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQohYdzMNsT8LH_ANN4tvpQI37zOluKLLqh_wwDKvbFMUT1H5lbKoQSqIy7









https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTped4HZpNu1jczRMCE2rO-6-R7yMCoCejgU9MWqRQwtb7DDYSiAA

Geologia

Documents

Transcript of Geologia