Los Minerales y las Rocas - Keith Lye

Autor KEITH LYE Aseso, PAUL HENDER SON TraduClor Caries Ayora ¡ lbanal

Es una publicación de

EDITORIAL FONTALBA Valencia, 359-6. .1.Barcelona-9 España 0

Impreso en NEAECAN, Ctra. Herrera-AI~a. SAN SEBASTlAN Impreso en ESpao'la -

Printed in Spain

CONTENIDO Los minerales. las rocas y el hombre, El mundo de los minerales Gemas y joyería. La formación de las fOcas Guía de minerales Guia deo i,;o;,'¡;;',;'¡~.,9 . ;';';.,.;,;.;;, indice iI

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58 102

Los minerales, las rocas y el hombre Los mine ra les y las rocas han sido muy im portan tes para el hombre desde e l prin cipio de su historia. E n e l comienzo d e la Edad de P iedra se empezaron a construir he rram ien tas de pedern a l y ohsidiana. Se desc u b rió que estas rocas ten ían bordes agudos cuand o se fractu raban y a partir de ahí se supo cómo afilar otras rocas y mi nerales. H ace unos diez mil aftos el homb re descubrió la for ma de realizar utensilios de cobre Y. cinco mil anos despues,

consigu ió obtener b ronce a partir de cobre y estaño. El hallazgo del b ronce, un me tal más dur o que e l cobre, marcó el fi nal de la Edad de Piedra . Pero todavía fue más importante el descub rimiento - hace unos tres mil trescientos ai'los-, de cómo trabajar el hierro. E l hierro , un m etal m uy du ro, es más abu ndante q ue el cobre y el estaño. La Edad del Hierro m arcó el principio de los tiempos m odernos . El interés por las riq uezas de la T ierra no se limi taba a los mi ne rales y rocas con aplicación tec no lógica. Tam b ié n atraía la belleza de los minerales. E l oro f ue el primer m ine ral utilizado en joyería en la Edad de Piedra, y la pla ta em pezó a usarse en la Edad de Bronce. En la G recia antigua eran muchos los m inerales q ue se utilizaban . Los nombres act uales de a lgu nos de e llos provienen de palabras g riegas. P o r ejem p lo: e l n ombre nefrita (piedra ve rde) p rovien e d e la p alab ra griega nephros, que qu iere d ecir riñó n . Recib ió este nombre porque los griegos creian que el que llevase un amuleto de nefrita estaba protegido cont ra las e n fe r medades d el riflón . Los griegos también pensaban q ue las amatistas preve nían contra la embriaguez; la palabra griega amelhyslOssignifica sobrio. Los minerales estaban rodeados de m u chas o t ras c reencias mégicas. Por ejemplo, se s u ponia que el c ri sta l de roca , u n a variedad de c uarzo, protegía contra el d olor de muelas y las hemorragias internas.

Derecha: Estos tres coNa· res, hechos con oro. lapislázuli y carneola roia se en contraron en una de las tumbas de Ur, una importante ciudad-estado sumeris 'en Mesoporamia. actual Iraq. Estos collares datan apro)timadamente del 25lXJ a. J. C. Estos hallaZ90S, ¡unto con otros muchos, demuestran la popularidad de la j'oyeria en la Antigüedad. No obstante, la joyeria más antigua es anterior a los primeros tiempos de la Edad de Piedra.

A bajo: E)tisten algunas gemas que simbolizan el mes de nacimiento de una persona. En la Edad Media se pensaba que cada una de estas gemas representaba una cualidad particular, como fidelidad, sinceridad. erc. También se cre/a que traian buena suerte e inl/uenciaban la personalidad del que las llevaba.

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Oencia y magia En la Edad Media, los a lquimistas, mitad científicos m itad magos , fomentaron muchas s upersticio nes acerca de los m inerales. Por ejemplo. un alquimista del siglo XIII. crda que quie n llevase un ópalo envuelto en una hoja de laurel se volve ría invisible. Algunas creencias medievales continuan vigen te s en la act ualidad. Prueba de ello es e l hecho d e que m uchas personas sostengan aún con profunda convicción, que su fortuna aumentará llevando determ i nadas piedras consigo. S in embargo, la geología moderna nos ha ayudado a compre nder la ciencia, a menudo sor p rendente, d e los minerales y rocas, y coleccionarlos se ha con vertido en una afición popu lar.

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Setiembre

Peridoto Grilllilte

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liamante Inocencia

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Amo.

Octubre

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Noviembre

Diciembre

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Pro$peOOad

Circón

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¿ Qué son los minerales y las rocas? Se habla a menudo de minerales y rocas como si fuesen una misma cosa.

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Sin embargo, cada uno de estos terminos tiene su significado preciso . Los minerales son sustancias naturales inorg6nicas (sin vida). El carbón, el petróleo y el gas natural no son minerales, ya que son orgánicos -formados a partir de lo que alguna vez fue materia viva- o Se les llama

normalmente combustibles fósiles . Los minerales están formado s por elementos, que no pueden descomponerse en otros más sencillos por medios químicos. AJgunos minerales constan s610 de un elemento, pero en general

- - Manto, 2..!Ul km lit

son combinaciones químicas de dos o más de ellos (V. p. 34). Cada mineral tiene una composición determinada, cualquiera que sea la parte del mismo que lomemos. Las rocas están compuestas de granos minerales, pero las

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proporciones de estos granos varian de una parte a otra. A veces, como en una caliza, la roca está compuesla en su mayor parte por un único mineral, pero la mayoría de las rocas conSlan de dos, Ires o más minerales. No es imprescindible que las rocas sean sólidas. La arena, la IUrba y el lodo son considerados rocas por los ge6logos.

NUdeo .,.erno B

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El interior de la Tierra Anles de estudiar los minerales y las rocas, debemos conocer primero algunos aspectos del interior lerreslre. La Tierra eSlá dividida en Ires zonas: la corteza, el manto yel núcleo. (El núcleo liene una zona externa líqu ida y una interna sólida). La mayor diferencia entre cada una de las zonas es su

nUdeo llene ...

tiimetro de t.IIOS

Peridol~.

OebaJO de la delgada corteza terrestre se en cuentra el manto y el núcleo denso. La parte interna del nucleo ~'s sólida mientras que /a externa e~ /luida.

Algunss d6ll1s rocas más sntiguas de la Tierra se encuentrsn en GroenJandia. Algunss dlltan de hsce 37rJO millones de años. Ls adad de slgunas rocas pued8 medirse mediant8 Is detsción radisctivs. debido a que contienen pequeñss csntidsdes de mlItari8las rediactivos inestables. Esta meteriel se d8scompone - deSJ'ntegrs- e veIocidsd constante. emitiendo partlculss hssta que lIIcsnza el elemento establll. Por ejemplo, ttI uren;o se desintegra dsndo plomo como producto 'insl estable. Le edad de uns roca PUedll medirse con un espectr6metro de masas (en la 'otograffa), mI!diente la comparación de las cantidades de material radiactivo y 81 producto finsl estable de una muestra.

El ~nto de la Tierra es más denso que III corteza. Puede estsr compuesto parcllJlmente por una {oca oscura pesads. llamada peridotlts (arribs). Ambs, a la derecha: El diagrama muestra que el olÚgeno y el silicio :son los elem6ntQs ~s Importantes de la cortezs. El oltlgeno alcsnza el 46.60 % en peso y el siliCIO el 27. 72 %. El aluminio, calcio, magnesio, hierro. sodio y potasio suman el 24,27 %. Los demas elementos añsden el 1,41 % restante.

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Movimiento de los c:ontDtntBS

Fuerzas muy intensas compnrnen y pliegan las rocas de la corteza terrestre. Página opuesta; El diagrama muestra que la corteza está dividida en placas en movimiento. En los océanos, fas dorsales oceánicas son bordes de placas donde se está añadiendo material nuevo a la corteza, a partif del magma fundido que asciende desde el manto supefior. Esto obliga a las placas a separafse, y, en otros lugares, sus bQrdes son forzados a ponerse uno debajo de otro.

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rales. Los más abundantes son los silicatos, llamados asi porque son combinaciones de silicio y oxígeno, a menudo con uno o más de los otros seis elementos más abundantes. Los silicatos más corrientes son los feldespatos, el cuarzo, las micas, los olivinos, los piroxenos y los anfíboles (V, pp, 85 a 101). Estos mineraJes se encuentran formando parte de muchas rocas. Por ejemplo, el tan conocido granito consta en esencia de cuarzo y feldespatos, junto con micas y otros silicatos. Los geólogos denominan minerales pelrogénicos a los silicatos, porque son mucho más abundantes que los demás en las rocas. Esto les distingue de otros que se encuentran comparativamente en cantidades muy inferiores. Los únicos minerales que forman rocas y que no son silicatos, son los carbonatos, sobre todo la calcita y la dolomita (V. p. 77). Los carbonatos forman rocas llamadas calizas y dolomias (V. pp, 114 Y 115).

densidad. E l manto superior tiene una densidad aprox.imada de algo más del doble que los continentes, [o que explica q ue éstos no se hundan en aquél. El nucleo es unas cuatro o cinco veces más denso que la corteza. No sabemos c.on :eneza qué minerales y rocas componen el manto y el nucleo. Muchos clentlficos creen que el manto superior puede estar formado por rocas tan densas como la peridotita (Y. ilustración p. 11). Algunas veces esta roca p~ede aparecer en. la superfi~ie, pero es más densa que la mayoda de las demas rocas superfiCiales. Los clentificos creen que puede haber sido transportada desde el manto por movimientos muy intensos El núcleo terrestre es muy denso y probablemente está form~do en su mayor parte por sustancias pesadas, tales como el hierro y el ní.q ue!. Esta teona se ap?ya adem:u en la ~bservación de los meteoritos, algunos ele los cua.les son hgeros y petreos, mlen.tras que otros están compuestos de hierro y mquel. Algunos geólogos conSideran que los meteoritos pétreos pueden ~r comparados con el material ,de la corteza, mientras que los de hierro y mquel pueden serlo con el del nucleo. Para una descripción de los meteoritos ver la página 122.

La Tierra en movimiento

Composición de la corteza E l estudi~ de los minerales y las rocas se limita en general a la delgada capa que constll uye la corteza terrestre, debido a la dificultad que presenta el conocimiento del manto y del núcleo. Dos elementos. el silicio y el oxigeno. fonnan el 74,32 CIJo del peso de la corteza. Ot~os elementos ab~mdantes son el aluminio (8, 13 Ofo), hierro (S 0'/0), calciO (3,63 %), sodiO (2,83 CIJo), potasio (2 59 %) Y magnesio (2,09 CIJo). Así, aunque en la corteza se encuentran 92 'elementos, ocho de ellos forman ya el 98,59 'lo del peso total de la misma. De estos ocho elementos solamente el hierro se encuentra en estado puro (V. p, 58). Los demás se presentan en la naturaleza en combinación con otros elementos, Los minerólogos han identificado cerca de tres mi l mine-

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Para entender el origen de los mineraJes y rocas debemos recordar que nuestro planeta está sujeto a cambios constantes. La corteza se formó primero de material fundido, caliente, llamado magma. En los primeros tiempos de la historia terrestre el magma debió cubrir la mayor parte de la superficie. Cuando el magma 5': ~nfrió y endureció se formaron los minerales. Estos minerales juntos constituyeron las rocas que nosolros llamamos ígneas, de la palabra latina igneus, que quiere decir fuego. Pero nuestro planeta tenia una a tmósfera, compuesta de gases y vapor de agua desprendidos del interior de la Tierra por medio de la acción volcánica. Debido a esta atmósfera las rocas fueron atacadas por la meteorización y otras fuerzas naturales, como las corrientes de agua, el viento y el hielo. Desde el momento de su formación las rocas de la superficie se desmoronaron en fragmentos. Estos fragmentos fueron transportados hasta mares y lagos, donde fueron compactados y cementados formando las rocas sedimentarios . 13

La presión y la temperatura transforman a menudo las rocas ígneas y sedimentarias en rocas metamórficas (V. call. La formación de las rocas. pp. 46 a 57). Tales fuerzas siguen actuando y produciendo todavía hoy cambios en el aspecto de la corteu 'errestre. Una evidencia de que la Tierra aún está aCliva puede observarse en la erupción de un volcán o c uando un terremoto hace temblar su superficie. La mayorla de los volcanes y terremotos se originan en la deriva continental. La deriva continental tiene lugar porque la Tierra. lo mismo que un huevo agrietado. está dividida en placas rlgidas. Estas placas son movidas por fuerzas localizadas en el manto s uperior. Por ejemplo. en los grandes océanos existen alineaciones momallosas submarinas, llamadas dorsales oceánicas. En la parte cent ral de algunas de estas dorsales se forman nuevas rocas a partir del magma fundido que asciende desde el mantO superior. Las dorsales oceánicas son, de hecho, los bordes de las placas. y la adición de nuevo material las separa ensanchando los océanos. La velocidad d e separación de algunas de estas placas suele alcanzar los 2 cm por allo. Sin embargo, nuest ro planeta no aumenta de tamaño por la adición de esta roca nueva. En lugar de ello, en algunos lugares la corteza se destruye a medida que las placas son empujadas una por debajo de la otra en una serie de movimien tos espasmódicos. Cuando un borde de placa es forzado hacia abajo, hacia el manto, se funde y se transforma en magma. Este magma puede volver a la s uperficie a traves de volcanes. Por tanto, mientras unas rocas de la corteza se están formando en o ce rca de la superficie, otras están siendo destruidas.

Amba: Una guadaña y puntas de !an~a de pede:nal, fabricados hace unos cuatro mil anos. AbaJO: el yeso de Paris está hecho del. mineral ~eso. Derecha: El Cetro Real Británico contiene un diamante llama· do «(a estrella de Africa, N.O 1M. Y es el diamante tallado más grande del mundo.

El mapa muestra la Iocalizaci6n mundial de las menas minerales más importantes .

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Los movimientos de las placas han tenido lugar durante millones de añ05. Los científicos piensan que hace unos doscientos millones de años los continentes estaban unidos formando uno sólo. Los movimientos de I~ placas los han hecho derivar y separarse entre si. ~ medida que los conu· nentes derivaban los oceanos se cerraban y apareclan olros nuevos. En ~. gunos lugares. donde las placas son empujad.as .una contra otra, los sedimentos existentes entre ambas fueron comprimIdos y plegados formando montanas nuevas como 105 Alpes, los Andes o el Himalaya. Las rocas sedimentarias de estas crestas elevadas contienen fósiles marinos.

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Riquezas de la Tierra o.. "'~

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Cobre

La corteza terrestre es un rico almacén de m inerales valiosos y combustibles fósiles, aunque los minerales económicos -aquéll~s qu~ pueden ser extraídos con beneficio- están distribuidos de forma d lscontmua por todo 15

el mundo (V. mapa 14). La mayoría de los metales provienen de minerales que contienen una canlidad suficientemente elevada de metal aprovechable como para que s u extracción resulte rentable. La proporción varía. Por ejemplo, no es rentable e¡¡traer hierro, un metal corriente, a partir de minerales que contengan menos del 30 al 60 OJo de mena. Pero la plata es un mineral muy raro, y puede extraerse a partir de minerales con menos del uno por ciento de este melal. Los mine rales pueden encontrarse en rocas igneas. sedimentarias y metamó rficas. Algunos de ellos están siendo explotados en grandes cantidades porque su demanda ha ido aumentando de modo constante. El aumentO de la demanda está producido en parte por el incremento de la población mundial, yen parte por el incrementO del nivel de vida en general. Por ejemplO, se ha predicho para comienzos del siglo XXt escasez de cobre, plomo, oro y estaño. Algu nos expertOS estiman que, a la velocidad de consumo actual. todas las reservas de petróleo conocidas se habrán terminado dentro de treinta años. Para evitar serios problemas, debemos aprender a usar con más prudencia los recursos de la Tierra. La chal arra puede conservarse y reciclarse; deben inventarse nuevos métodos de extracción de sustancias a partir del agua del mar; habrán de desarrollarse fuentes de energia alternativas; y será necesario continuar la búsqueda de nuevas reservas de minerales y combustibles fósiles.

Métodos de prospección: antiguos y modernos El descubrimiento de minerales fue durante muc ho tiempo una cuestión de suerte. En el sigla XVI algunos prospectores utilizaban supuestas señales di· vinas, que hadan temblar sus manos ante la proximidad de ciertos minera· les. Desde siempre ha habido prospectores solit'a rios recorriendo el mundo Los minerales. en par(icular los met6licos. tienen muchas aplicaciones. como puede verse en el diagrama inferior. que muestra algunos de los materialelS empleadolS en la fabricación de UII coche.

Atefo: una

illeación de hierro V otros

Níquel Cotn Molibdeno Mica

meUI..

vanadio

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8efñ)

La mina ,,!emier, cerca. da Pretoria, en SudáfriclJ, es la mínlJ de diamllnfll!/. mayor daf mundo. t:n la lo(ogra{la, los mmeros se pre/Hllan para dinamitar.

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y examinando la grava de los rlos en busca de trazas de minerales valiosos. Si, por suerte, encontraban una pepita de oro, buscarían entonces en las rocas próximas el filón del cual procedía. Las noticias de un rico descubrimiento se extendlan rápidamente y empezaba la fiebre del oro. No obstante. hoy la prospección es mucho más científica. La mayorla de los prospectores son geólogos expertos que conocen los lugares adecuados donde buscar minerales. Van equipados con mapas geológicos, que representan los anoramientos superficiales de rocas, y a menudo con fotografías aereas que revelan caraclC:rlslicas difícilmente observables desde tierra. En la búsqueda de pet róleo, se utiliza la sismología. ciencia que estudia las vibraciones de la corteza terrestre provocadas por terremotos y explosiones. Para ello los sismólogos realizan pequei'las explosiones superficiales y registran los recorridos de las ondas sísmicas a través de la corteza por medio de instrumentos llamados sismógrafos. Los recorridos de las ondas, a su paso por las diferentes rocas, sufren desviaciones según la densidad de las mismas. El estudio de los resultados revela la estructura y naturaleza de las rocas del subsuelo. Otros instrumentos de prospección son los gravímetros, que registran variaciones locales de la densidad de las rocas; los magnetómetros, que detectan minerales con propiedades magnéticas, como la magnetita; y los contadores Geiger, que se utilizan para localizar minerales radiactivos. La química es también muy útil a los prospectores modernos. Por ejemplo, un estudio de los componentes químicos de muestras de sucio, agua o incluso plantas puede conducirles a importantes reservas de minerales utilizables.

Minería Hasta hace poco, la minerla se limitaba a trabajos de excavación en o cerca de la superficie. Pero en la actualidad,las minas pueden penetrar en la corteza hasta gran profundidad. En $udáfrica, una mina ha alcanzado los LIIS clllizlIS corlllinlls, qUfl están (orfT16dlls de esque/(lto$ dfl coral compactlJdos, SfI utilizaron en la construcción de esta antigulI pirámidtJ maya en 111 penlnsufa del Yucatán, M~Jlico.

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El soberbio monumento conmemorarivo de Jefferson en Washington. capiral de Estados Unidos, (ue constwido con mármol de Utah, una roce metamórfica. Fue erigido en 1943.

Le dur" roc" Ignea gfllniro constituye un buen f1I8terial para la construcción. A"ilM: LII (orogrlJ(fa mUlJstrlJ edificios hechos con grlJniro loce! en el cesco IInriguo de Aberdeen, e! nordeste de Escocie. Se le conoce a menudo con el nombre de "ciudad de granito». A le izquierde: El Outub MinlJr, en Delh/; Indie, es un minaret, (tO"fI de una mezquite mUSWf1I8nlJJ, construido con arenisCII rojIJ, una roCII sedimentarie. Fue construido en 1193. El Qurub Miner tiene 72.5 m de Blture.

3,8 km de profundidad, aunque la mayoria de las minas no sobrepasan los 1,8 km. De ladas formas, la extracción en superficie, o a cielo abierto, resulta por regla general más barala y sigue suministrando la mayor parte de la producción de minerales del mundo. Las canteras son un lipo de minerla en superficie. Son importantes sobre todo en la extracción de caolín (arcilla) para cerámica, de material para la construcción, como granito, caliza, mármol, arenisca y pizarra. También es importante la búsqueda de minerales en depósitos aluviales, como las gravas de los rlos. Estos depóSitos pueden contener minerales duros o pesados, como diamante, oro o platino. La mineria subterránea antiguamente resultaba peligrosa, pero la mayoria de las minas modernas están bien ventiladas y provistas de equipos de seguridad, aunque no se descarta la posibilidad de accidentes. Algunos minerales pueden extraerse desde gran profundidad sin excavar galerías. Por ejemplo, la haiita (sal gema) y la potasa se disuelven en agua y pueden :iCf extraídos mediante la inyección de agua hasta el mineral y su posterior bombeo a superficie. El azufre, insoluble en agua, puede ex;raerse inyeclanda vapor de agua caliente. El vapor funde el azufre que es forzado a subr a [a superficie por medio de aire comprimido. 19

Algunos minerales. como la galena (a"iba), la mena de plomo mlls importante. son metálicos. Otros. como el talco (derecha), son minerales no metálicos.

FJ mundo de los minerales Los minerales se encuen tran distribuidos a lo largo y ancho de la corteza . terrestre con los coloridos más sorprendenles. Además de su belleza, los minerales poseen estructuras y propiedades fascinantes. Por ejemplo, algunos de ellos tienen la misma composición qulmica, pero la ordenación de sus átomos y sus propiedades son completamente distintas; el grafito y el diamante son fo rmas minerales del carbono puro (V. pp. 61 Y 62). Los nombres de los minerales pueden partter desconcertantes para la persona inexperta. Algunos de ellos se refieren a los lugares donde se encontraron por primera vez; la andalucita se encontró en Andalucia. Otros nombres se refieren a sus propiedades. El nombre del rutilo proviene del lalln ru/ilus, referente al color rojizo del mineral. Algunos se derivan de personas; la sillimanila proviene del eeólogn americann Benjamín SiIliman. Las colecciones de minerales son un entretenimiento popular. Un aficionado puede reunir una colección básica en poco tiempo, sin otra ayuda que un martillo, un cincel de acero, una bolsa, hojas de papel y, quizá, un mapa geológico de los alrededores. Para encenlrar buenos ejemplares debemos conocer , sin embargo, los lugares donde hay más probabilidades de encontrar [os diferentes minerales.

Lugares donde se encuentran los minerales Los minerales que forman las rocas más corrientes están ampliamente extendidos (V. p. 13). Po r ejemplo, el cuarzo, los feldespatos y las micas se encuentran en el granito; la calcita forma las calizas y muchas arenas están formadas por granos de cuarzo. Pero para encontrar ejemplares realmente buenos, en particular de minerales que no son silicatos o carbonalOs, debemos entender primero cómo se forman. Algunos cristales bien desarrollados se encuentran en las rocas ígneas, como las pegmatitas (pp. 103 y 104). Estos minerales cristalizan a partir de 20

Geólogos buscando trailas de minerales en dep6sitos aluvialas. Estas trailaS conducen a menudo a ¡ilones minerales valiosos.

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fluidos que sobran después de la cristalización del granito. Otros minerales se presentan en filones, con una variación de anchura desde pocos centímetros a varios metros. los filones provienen de la sedimentación de fluidos ricos en minerales en fracturas y fisuras de todo tipo de rocas. Los que se forman a partir de fluidos calientes se denominan filones hidro/ermales. Éstos contienen a menudo minerales poco corrientes, sobre lodo no silicatos. Los filones se suelen aprovechar como mena de m etales, y pueden encontrarse buenos ejemplares de minerales en las escombreras de las minas. Algunos fluidos hid rotermales reemplazan a las rocas preexistentes, como las calizas. los minerales de algunos filones pueden alterarse. Las alteraciones, o minerales secundarios, suelen presentarse en las partes superiores de los filones, donde el aire y el agua de la atmósfera han reaccionado con los originales o primarios. Olros minerales se forman en las cavidades de las rocas. Por ejemplO, las geodas, que son rocas huecas y redondeadas que contienen en su interior cristales que crecen de las paredes hacia denlro. las geodas pueden contener cristales de amatista, calcita y zeolita, que son muy abundantes en los filones. Las drusas son cavidades que cOlllicnen cristales formados en bandas mas o menos paralelas. Los nódulos, también llamados concreciones, se pueden formar en diferemes tipos de rocas, como los del pedernal en la creta. Las amígdalas son minerales que rellenan cavidades de rocas igneas (V. p. 49). Algunos minerales, como el granate, eSlan asociados estrechamente a las rocas metamórficas (V. p. 56). Olros, como las evaporilas, se dan en depósitos sedimentarios químicos (V. p. 53). Cor,lO hemos señalado, los depósitos aluviales pueden contener minerales pesados que han sido arrancados de los filones. Estos depósitos, llamados placeres, pueden presentarse también en rocas sedimentarias antiguas. Las asociaciones de minerales son una guía muy util para localizar minerales. Por ejemplO, la anhidrita, el yeso y la halita se forman a partir de la evaporación del agua marina y por ello se encuentran juntos. la galena y la csfalerit a son ejem plos de minerales asociados en los filones hidrotermales . En la Guiu (le mil/erales (pp. 58 a 101) se mencionan las asociaciones minerales mas impon ames.

Identificación de minerales Los coleccionistas pueden encontrarse con minerales que no puedan idenlificar. En tales casos deberían requerir la ayuda de sociedades o museos geológicos. Pero en muchos casos los minerales pueden identificarse por s us propiedades, tales como dureza, peso especlfico, exfoliación y fractura, color y raya, propiedades ópticas, formas cristalinas, composición química y reactividad y Ot ras propiedades menos corrientes.

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la dureza as II1II importante caracterlstiCI da los minenI·

les. En 1822. el mI1eróklgo aJStríaoo Mohs prl)puso LIJa FriedridI _ _ para

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Il meza. Mohs seleccionó los diez minerales que $111 muestran a la derecha, y los ordenó por orden de dtKeza, de modo que, por~, la caIciIa CJI ~á el yeso (2), pero ID 11 fkIorita 14l. la escala de htohs va desde el bJI. co 111 al diallllnte nm. Los We~abs de la estala ID son

regulares, y asl. aurque al corDI6n sea tKIaS rueYe 'le-

Una moll8da de cobre tiene dUl'm avomada de 3,5.

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ces más doro qua el talco, el ciamanta kI es unas cuarenta

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veces. A9Joos coleccionistas

levan consigo los diez mn· rales de 11 esca]¡¡ con el fin de comprobar las durezas de los ~ que encuenlran. sin embargo, se pueden utiizar también objatos corrientes, como la uña, una moneda de cobre, vidrio, una navaja o IN lima de 1ICeftI, como $111 refleja en el esquema ....tD. la «Gula de mineralra» IV. pp.. 58 a 1011 contiene la dureza de los respectiyos milerales. cuao. do se .va I reyar un ejemplar se aige una moa clara y se impía después de taberla ra· yado. Esto se debe hat8f por. que los bIaOOos pueden dejar ur-. marta t!s polvo que puede crofur.dirse

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los mi'Ier3IIs 6e clufeza mayor

de 6 layarán el Wldrll.

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1. CuarlO Una navaja 15.51 Ilyar' el apatito. pero tII 11 0fl0SI.

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con una raye.

Dureza Los geólogos utilizan la escala de dureza de Mohs, que se explica en la página 23. Los coleccionistas noveles deberían practicar usando los minerales del I al 9 de la escala, a fin de adivinar la dureza de otros minerales.

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Estos lingotes de oro. almacenados en la caja fuerte de un banco. son $lmbolQ de podel y bienestllf. Los coleccionistas inexpertos pueden confundir la pirita (arriba a 111 derecha) con el oro; por ello se /allama a menudo. el 010 de los tontos. Sin embar' go, la pifi'a es más dura, más flágil y tiene menor peso especifico que el oro.

Peso específico El peso especifico es la relación entre el peso del mineral y el de igual volumen de agua. En la página 24 se muestra una forma sencilla de averiguar el pesO' específico. Está basada en el principio de Arquímedes, que establece que cualquier sustancia pesa menos en un fluido que en el aire, y que el peso perdido es equivalente al del fluido desplazadO. Si tomamos una muestra de oro que pesa, por ejemplo, 100 g, pesará 94,82 g cuando la sumerjamos en agua. La pérdida de peso es de S, 18 g. El peso específico del oro será 100 dividido por S, I 8 g, es decir, 19,3. Esto significa que el oro es 19,3 veces más pesado que el mismo volumen de agua. El peso específico de los minerales varía desde I a 23, pero el promedio es solamente 2,6. Medida del peso especifico El peso específico es la relación ntre el peso de sustancia y el de igual woh,Jrllen de agua. Pilra medÍ' el peso ll$¡)\!CiflCO primern se pesa una mue$lrl en el aire !abajo B la izquierda), y después

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se peSil en agua !abajo a la derec/laJ. El peso ~cifif:D es el peso de ~ muestra en el ar e. dividido pDf !a dilerem:ia enue su peso en el aire y SIl peso en el agua.

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La exfoiación es tJII8 caracteristica de muchos minerales. La exfoboon perfecta se da en la mosaJvita Y en la siderita. La mosoovita tiene lJII8 sola exfoliación. llamada basal, porque se rompe en láminas. Se pueden ohseMr las láminas en el e~lar de la fotografla. La siderita tiene exfoiación romboédrica perfecta, lo que qlJÍI!te decir que se exfoia en tres direcciones dando romboedros (prisma de seis caras que son paralelogramos!. Algunos minerales se rompen de fonna ÍlTeglJlar. en fractura. La obsOana es l n rotB coo fractura coocoidea len folTT1ll de cord1lll. Esta fractura es caracterlstica de vari:ls minerales. como el cuarzo.

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~",./ . ,.q.' / ', P.fl grandes cristales de feldespato interpenetrados con granos elongados y angulares de cuarzo. que forman dibujos o r"sgos parecidos al hebreo u otras escrituras antigues.

Sienita l a sienita es un" roca Igne" intermedia de grano grueso. Es parecida al granito, pero mucho menos corriente. Contiene poco o nada de CUarlO, aunque la variedad cuarw-sienita puede contener más del 10 por ciento de este mineral. los minerales accesorios son la egirina, el apatito, la augita, la biotita, la hornblenda, la esfana y el circón. Es una roca de color blanco o gris. rofo O rosado. que se presenta en stocks - pequei\os batolitos - , sills y diques. Normalmenta es granuda y a veces puede presentar textura porfídica.

Diorita la diorita es una roca ígnea intermedia, intrusiva y de grano grueso. compuesta esancialmeme por plagioclasa y hornblenda. Puade contener también biotita y / o piroxeno, con apatito. eslena y ó)(idos de hierro como minerales accesorios_ la diOrita presenta por lo general te)(tura homogénoa, aunque también se pueden encomrar ejemplares con te)(tura porfídica y xenolitos. La diorita puede tener coloraciones entre el blanco y el negro, con tonalidades roeada .. o v",rdo~aE. Se presenta en stocks y diques,

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Gabro El gabro es una roca ígnea basica, de grano grueso compuesto de plagioclasa, de color claro y minerales oscuros, como la augita y el olivino. los minerales accesorios que se encuentran en los gabros son la biOlita, la c romita , la hornblenda, la magnetita, el cuarzo y la se rpentina . El gab.o se lorma a partir del mismo tipo de magma qua da origen al basalto cuando c ristalila en s uperficie, pefo es una roca intrus iva. que se presenta en stoc ks. sills, diques y grandes intrusiones. Es de color gris él negro v a menudo aparece bandeada con zonas claras y oscuras, por ragla general posee forma granuda.

.....

IAlemania}

Serpentinita la serpentini~a es una roca compuesta sobre todo por serpentina (V. p. 92), con hornblenda, óxidos de hierro. mi cas y a veces granates como minerales accesorios. Con toda probabilidad se trata de un a roca uhrabásica rica en oli· vino. como la peridotita . que ha sido al terada, por lo Que en realidad se trata de una roca secundaria. Es una piedra utilizada como ornamento y en la construcción, debido a sus coloraciones atractivas. La serpentinita presenta en general tonalidades del verde al negro, pero puede tener también bandas verdes, blancas. negras y rojas. Es de gra no medio a- g ru eso y se encuentra en grandes masas en stocks, aunque se presenta , asimismo, en rocas metamóticas plegadas.

Diorit.

Diabasa la diabasa, o dolerita, es una roca ígnea básica, de grano medio, Que se presenta en diques y sills. Los colores van del blanco al gris O verde. la diabasa está compuesta de olivino con un pirO)(enO o plagioclasa. Los minerales accesorios son la biotita, la hornblenda y el cuarzo. las muestras de diabasa pueden contener vesículas reUenas de otros minera les, que le confieren a la roca una textura amigdaloide. En algu nOG eOGo::;, ::;e prcoonta con to"tu r3 porfidica .

Serpeminl

ton SIJdj¡"

un

CDrboo:llll de cromo y m"llfMlQo hidra1ado (lasmooia. AustrBia)

OiatI"a

(Cll1lbrlil. IlIIllaterr.l

105

Rocas ígneas extrusivas

rino o cuando la lava fluye en agua. La

Hav dos tipos pfincipale$ de rocas ígneas extrusivas: las ¡armadas pOf coladas de lava; y las piroclésticas, que son expulsadas por los volcanes IV. pp . 108 Y 109 ). ElCisten ues IlpoS prin cipales de lava

piedra. Su superficie es de grano e)(\. e-

segun su aspecto. lava viscosa,

lam~

bio'n llamada pahoehoe ¡palabra hawaiana Que significa éspefO o espinoso), que Sf.I halla ilustrada en esta pági-

na. Fue ellpulsada POI el Vesubio. el gran volcán que domina la bahla de NiIpoIes, Itaha. El segundo tipo de lava es la la\la tosca en bloques. también ILa· mada Ita ¡palabra hawaiana para desig nar al satinado). Finalmente, la lava al -

mohadillada, que se forma cual'ldo la

erupción se realiza en el londo subma·

lava almohadillada semeja cojines do

•

madamente fino e incluso vitrea, p.odutida por en fliam iento muy rápido. En el int erior, sin embargo, la te){tura es mas granuda. Las lavas más fluidas, que pueden descender por las laderas a velocidades considerables y a grandes distancias, solidifican en rocas ígneas básicas, co mo el basalto. El basalto es. coo venta · ja, la roca ignea e){trusiva más comun , formada a partir de lava . Por otra parle, los magm as ácidos son más viscosos y lentos. y forman rocas como la riolit8. La traquita y la andesita son rocas igneas intermedias, formadas a partir de lava.

Basalto Es una roca ígnea básica, vítrea o micrQCrislalina, solidificada a partir de lava, aunque algunos pueden formarse cerca de la superficie en diques o sills. El basalto ha construido muchos volca nes e islas oceánicas, como Hawaii. También co.¡bre grandes áreas continentales, com o la meseta del Deccán en la India, donde se apilan unos 700.000 Km3 de basalto. A veces el ba salto al enfriarse se fractura en bloques he){agonales, como la Calzada del Gi gante, al norte de Irlanda IV. fotogfafía p. 48). Quimicamente, el basalto es seme jante al gabro. Se compone de pla -

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(C_ /?f '\~~~~' ..... gioclasa, olivino y un plro){eno. por regla general augita, jUnio con minera· les accesorIOS. A menudo, ninguno de estos minerales es identificable a simple vista. Es una roca gris oscura, que, cuando se expon e al aire, se rec u bre de una costra rojiza o verdosa. Con frecuencia, es vesicular o amigdaloide, y en ambos ca sos se hallan rellenas de minerales como c alcita. calcedonia y zeolitas. A veces es porfídico y no es rara la presencia de xenolitos.

Riolita Es una roca ignea ácida, de grano muy fino, semejante al granito, cuyos cristales no· se identifican a simple vista . A veces se encuentran t ambién fenocristales de cuarzo, feldeSpatos, hornblen da o micas. La riolita presenta con mucha frecuencia un bandeado fluidal característico, asi como vesiculas y amígdalas. Los color es son variados, como gris, verdoso, blanco, rojizo y marrón. El magma a partir del que se forma la riolila es viS(;oso y fluye a \o largo de trech os muy cort oS antes de solidificarse. A veces tapona las chimeneas de los volcanes.

Traquita La t raqUita es una roca ígn ea intermedia de grano f ino. En general. es gris, pero puede ser bla nca o rosada. Químicamente, es similar a la sienita. Se compone de aftosa, pequeñas can -

tiades de cuarzo (menos del 10 por ciento) , asr como de mUlerales oscu'05: egiriria, biol; ta y hornblenda. Po. regla general, EI5 porfldiea y se forma il partir de coladas de rava.

Andesita El nombre proviene de la cordiller a de los Andes. Es una roca íQflea ime.me· dia, de g rano fino a vít rea, que se encuentra en los volcanes de las masas continen tales, sobre todo en las zonas donde se esl án formando cord illeras. Es la segunda roca Ignea ext rusiv a en abundancia. Quimicamente, la andesita es semejante a la diorita. Sus colo.es varían del

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verde. gris. purpura y marrón al negro. A menudo es porfídica, en cuyo caso pueden identificarse fenocristales de plagioclasa, biotita. hornblenda o augita. Puede ser también vesicular o amigdaloide.

Obsidiana Es una roca ígnea ácida vítrea. resultado d e un enfriamiento repentino del magma. Se encuentra en la lava solidificada y en pequeños diques y sills. Es de color negro, marrón o gris y muy brillante. Químicamente, posee la m isma composición que la r iolita. Los fenocristales son raros. Puede tener bandeado fluidal o por zonas. Tiene fractura concoide (en forma de concha) característica, con bordes afilados, po r lo que en la Edad de Piedra era utilizada como arma y herramienta.

Pumita La pumita se forma a partir de lava ácida espumosa, que contiene gran pro' porción de burbujas gaseosas. Un enfriado muy rápido convierte esta lava en una roca vítrea muy porosa. Normo lrncntc O(¡ g,i(¡ Y o vcco(¡ omarillonla. La pumita es expulsada durante las erupciones volcánicas, en particular aquéllas Que tienen lugar en el mar o cerca de él. Despues de las erupciones los marinos han observado grandes bloques de pumita flotando en el mar. La pumita se utiliza a veces como abrasivo. Antiguamente. se empleaban pequeños trozos de pumita para quitar las manchas de la piel de las manos. La pumita, mezclada con el cemento, es un material de construcción muy ligero y práctico. La foto de esta página muestra una masa de fragmentos angulares de pumita.

Bombas volcánicas Las bombas volcánicas son pequeñas masas de l ava liquida, expu lsadas durante la erupción de los volcanes. A lo largo de su trayecto en el aire la lava se endurece y adquiere una forma caracterlstica. La corteza vitrea se fractu,a a m ...nudo como una COtt9za da

pan. La mayoría de las bombas tienen forma de estera, globo o huso, pero al· gunas pueden ser irregulares. Los geó ' lagos utilizan el termino bomba para fragmentos superiores a 3,2 cm de largo. Una acumulac ión de bombas y OtrOS fragmentos menOreS forma una . oca llamada aglomerado o b.echa vol · cánica_

Bomba volcállica expulsadil por ~I

Vesubto

Ignimbrita Es una lOca ígnea formada por pequeños fragmentos de cenizas imbrica· dos en una masa de fragmentos muy tinos de vidrio volcánico. La ignimbrita se forma a partir de nuées 8rdentes (término francés que signi f ica nubes ardientes), que emanan de algunos volcanes. Estas nubes contienen gases y cenizas muy calientes, que fluyen con gran rapidez desde la chimenea. por las laderas segun la dirección del Viento, y lo Queman todo a su paso. Cuando los fragmentos se depositan están todavla tan calientes que se sueldan entre si formando una roca dura y compacta. Una famosa nuée 8rdenre del volcán Monte Pelado destruyó la ciudad de San Pedro, capital de Martinica, en 1902, pereciendo 30.000 personas.

Tobas La toba es una roca piroclástica de gra no f ino, compuesta sobre todo por ,?eniza volcánica. los granos de ceniza son en general infedores a 2 mm. las rocas piroclásticas de granos mayores se denominan aglomerados o brechas volcánicas, Algunas tobas pueden contener, sín embargo, fragmentos de tamaño entre un guisante y una nuez, lIamado.s ~a­ pilli. La toba puede contener, asrmlsmo, fragmentoa de vidrio y cristales mi· nerales. Tras la erupción, los fragmentos de cenizas muy finos pueden ser expulsados al aire hasta grandes alturas, y los vientos los transportarán a centenares de kilómetros antes de su carda, las tobas son bandeadas a me· nudo V las variedades de grano muy fino pueden confundirse con rocas sedimenta, i.. a.

Tebe I$oiop, 101l18terrol

100

de materiales transportados y depos,tados por los glaciares y masas de hielo. Contienen granos de tamaños muy di· ferentes, desde grandes bloques hasta granos de tamaño muy fino, como .. harina de roca>). Son de color gris oscu ro a n .. gru yrisilc;eo, y a menudo muestran un bandeammnlo, en cuyo caso cada capa representa un nuevo depósito glaciar. Las tiIIitas descansan sorne superficies pulidas por el glaciar, por lo que la p resencia de estas rocas p rueba que el área estuvo alguna vez bajo la infllJencia glaciar. Las tillitas es· tán ampliamente distribuidas en muchas partes del none de Eu ropa y América, en áreas que estuvieron se· pultadas por el hielo dorante las últimas glaciaciones.

Rocas sedimentarias Las rocas sedimentarias son las más comunes de la superficie de la Tierra

ya que cubren las tres cuartas partes d~ las áreas continentales_ Son de tres tipos fundamemales; ro" cas elásticas «;ompuestas por frag mentos de otras rocas preexistentes ceme~lados por minerales precipitados a I?artlr del agua); rocas sedimentarias fmmadas po, la acción qUlmlca; V fOcas orgánicas, compuest~s fundamentalmente por materia viva .. EI origen. la naturaleza y la clasifi-

Qu!m!cas,

cación de las rocas sedimentarias se describen en las páginas 50 a 55, en la primera parle del libro. En esta Guía, las rocas sedimentarias elásticas se estudian en las páginas 110 a 113. Se hallan ordenadas desde los conglome rados y brechas de grano grueso a la s arcillitas de grano fino. Las calizas, que se componen sobre todo de calcita. pero que puedeo ser de origen ~Iástko , orgánic o o quimico, se deSCriben en las páginas 114 y 115. Otras. rocas sedimentarias químicas se eS.ludlan en las páginas 116 y 117, mientras que las orgánicas restantes ~obre todo los típos de carbón, las ana: hzamos en las páginas 118 Y 119.

Conglomerados Los conglomerados, también llamados pudlnQas, son rocas sedim.. nl""ia", de

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Areniscas

grano grue",o (rud itas). Están compuestos de cantos redondeados englobados en una matriz de grano medio de arena o limo . A menudo están ce: mentados por calcita o silice. Los cantos pueden ser de cualquier roca dura, como cuarcita, cuarzo, chert , etc., por lo que su colo, es variable. Los conglomerados se forman en lugares como lagos, lechos de rios y playas. Los ca ntos han sido redondea dos por ," .. "ción de un frotamiento constante durante el transpone o en las mismas playas, donde el agua del mar los mueve ritmicamente chocando entre si. En gener",l, este t ipo de rocas no muestran bandeamientos o estratificación y los fósiles son raros.

La arenisca es lJna roca sed imentaria de grano medio lareni ta ), porosa, con los poros normalmente rellenos de agua. La arenisca se forma en general en el agua, pero algunas son arenas an tiguas que se han acumu lado en las regiones áridas. Las areniscas de desiertos son por regla general rojas, como la arenisca devónica de esta página. { El Devónico Ole un perrodo de 1::> Historia de la Tierra, que comprende desde 395 hasta 345 m illones de años atrás'! Las areniscas de desieno pueden tener estratificación cruzada, en consecuen-

Brechas

~r9aterral

cía, sus capas o láminas no son paralelas entre Si, sino que se encuentran inclinadas, de tal modo que en un corte vertical aparecen series de capas, foro mando un ángulo con las series adyacentes superior e inferior. {En la fot ografía de la página 54 aparocII una est ratificación cruzada ,) Este fenómeno suele ser el resultado del movimiento de las dunas, med;ante capas de arena que se disponen una sobre la otra. Otras aren iSGas pueden ser marrones, amarillas, grises o blancas. Las areniscas verdes están coloreadas por glauconita, un mineral de las micas. Los componentes principales de las areniscas son granos de minerales du ros, sobre todo cuarzo, alJnqlJe ta m bién pueden contener feldespato, micas y otros minerales. Las areniscas se clasifican según el material que cementa los granos entre si. Las cementadas por calcita son areniscas c al cáreas; las cementadas por óxido de hierro son . ferruginosas; Y las cementadas por silice son areniscas si liceas. Por regla general, las areniscas tienen granos redondeados, se presentan estratificadas y contienen lósiles.

Arcosas, grauvacas Las arcosas y las gralJvacas son dos areniscas formadas de manera dilerente. La arcosa es una roca gris, rosada o

Brecha en New Red SandstOIlll

Las brechas están compuestas de las mismas pafles que los conglomerados: grandes fragmentos, matriz y cemen to. La diferencia estriba en que los cantos son angulosos en vez de redon deados, lo que significa que no han sido transportados lejos de su punto de origen. Las brechas pueden fOf marse a partir de derrubios de las pendientes montañosas o de fragmentos de rocas en la base de los acantilados.

Tillitas La" lillilaG GOn rOCOs 'form adas" partir

111

roja, que contiene una gran proporción de feldespato ¡enlre el 25 y el 50 por ciento!' El resto generalmente es cuarlO, aunque también pueden ser minera les de las micas. La arcosa proviene del granito. Contiene granos angulosos, que sugieren que la roca se ha for mado casi con toda seguridad en conos aluyiales O llanuras de inundación. cerca de los afloramientos graniticos. La arcosa aparece, a menudo, estratifi cada; no obstante. los fósiles son raros. Tiene un gran parecido con el granito. pero se diferencia de éste en que sus granos están redondeados, y no inle,penetrados. La grauyaca es una arenisca mal clasificada, con granos angulosos en una matriz muy fina . Los fósiles son raros y a menudo es una roca masiva. Los geólogos piensan que Las grauvacas se han formado en aguas profundas más allá de la plataforma continental. los granos son alfastrados hasta allí por corrientes submarinas, llamadas corrientes lurbidhicas. Estas corrientes rapidas pueden arrastrar el material, sin clasificar, a grandes distancias en el mar.

11 2

Limo

Arcillas, filitas

El limo es una roca en la que los granos son más finos que en las areniscas y mayores que en el caso de las arc~litas tlimolitasl. Se forma a partir de material que se acumula en los fondos de mares y lagos. la estratificación es muy fina. como puede verse en la fotografía de esta página. las limolitas pueden ser de colores gris pálido a negro, marrón, ocre o amarillo. Sus granos, considerados individualmente, se hallan en el umbral de la percepción de la vista humana; por consiguiente, es necesario el uso del microscopio para su reconocimi'V'lto, aunque, en cier tas ocasiones. S6 identifican algunos granos mayores de feldespatos o láminas de micas con toda claridad. En los limos pueden encontrarse nódulos o concreciones de ouos minerales. los fósiles son abundantes y pueden obseryarse también marcas de las cOffien tes de aguas.

Estas dos rocas se forman a partir de depósitos de materiales de tamaño muy fino (arcillitas), compactados de manera que han perdido el agua. las . 1 partlculas miden menos de 256 mm. las arcillas son en general masivas, sin bandeados ni estratificación, mientras que las lilitas poseen una estratificación muy fina, que les permite separar se en hojas muy finas paralelas a los planos de estratificación. Estas rocas, muy suaves al tacto, están formadas fundamentalmente por minerales de arcilla. Estos son silicatos complejOS que resultan de la meteorización quimica de minerales como los feldespatos y las micas. Además de los minerales de arcilla. pueden existir también granos diminutos de calcita, feldespato. mica y cuarzo. A veces. pueden encontrarse cristales de pirita. e incluso la pirita remplazando algunos fósiles . Si se encuentra un fósil de pirita ha de tenerse en cuenta que se des· morona al ser expuesto al contacto con el arre. los fósiles de este tipo pueden preservarse de la destrucción, si se les trata quimicamente y se les cubre con una capa de selladora. Tanto las arcillas como las filitas pre· sentan g.an variedad de colores. Los ti· pos negros son coloreados por materia carbonosa. los marrones o rojos por óxidos de hierro. Estas lOcas pueden ser también de color azul, verde oscu· ro, gris o blanco. Se lorman a menudo

en las partes profundas de mares y lagos, y son muy ricas en fósiles. En ocasiones, las superficies de estratificación representan superficies de antiguas riadas de lodo, y pueden tener registradas las huellas o pisadas de animales prehistóricos, de grietas de desecación o de agujeros hechos por gotas de Iluyia.

Loess El 10e55 también se denomina arcilla eólica. El nombre de eólico proviene del griego AioIos. dios griego de los yil.lI1tos. Consiste en limo y polYO muy fino que han sido transportados y depositados por el viento, aunque los materiales hayan tenido en principoo otro origen. En el centro de Europa y de Es· tados Unidos. asl como en el none de China, se encuentran grandes estratos de Ioess. Elloess se erosiona con facilidad por la acción de la lluvia y de los rios . En China, donde son dt! color amar~lo, han tel'lído las aguas de los nos, dando nombre al rio Amarillo lHwang Ho) y al mar Amarillo. los loess pueden ser también marrones, ocres o grises. Los cO!l. 55, 56. 11. C....... ooIilO:; ••• 53. 114. " .

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