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Geologa de Grado en Qumica. Prcticas1. Reconocimiento de visu de minerales y rocas
Jos Manuel Astilleros Garca-Monge. Sol Lpez-Andrs.Cristbal Viedma Molero. Elena Vindel Catena.
Dpto. de Cristalografa y Mineraloga. Facultad de Ciencias Geolgicas. Universidad Complutense.c/ Jos Antonio Novais n 2. 28040 Madrid.
[email protected] [email protected] [email protected] [email protected]
FotgrafoMiguel ngel Min Prez
Diseo grficoCarlos Aguilera Sevillano
Resumen:Con esta prctica se pretende iniciar a los alumnos en el reconocimiento devisu de minerales y rocas. Para ello se han seleccionado20 minerales y 7 rocas, cuyaidentificacin, por su abundancia en la corteza terrestre o por su inters geolgico oeconmico, se considera imprescindible en Geologa. Se explican las propiedades fsicasnecesarias para el reconocimiento de minerales y se indican las caractersticas que deben
cumplir las rocas para su correcta identificacin de visu. Se trata de una prcticaeminentemente bsica, orientada a estudiantes de primer curso de Grado en Qumica,que necesitan adquirir conocimientos elementales de Geologa.
Palabras clave: Visu. Minerales. Rocas. Propiedades fsicas.
PROPIEDADES PARA EL RECONOCIMIENTO DE VISU DE MINERALES
Para reconocer un mineral de visu hay que fijarse en las propiedades que se
pueden reconocer a simple vista o mediante pruebas sencillas.
Color
El color es la primera propiedad fsica que se observa en un mineral. Algunosminerales presentan siempre el mismo color, por lo que constituye una propiedadimportante para su determinacin. Este sera el caso de la calcopirita, amarilla, de lamalaquita, verde, de la azurita, azul o de la galena, gris. Sin embargo, otros muchos
minerales presentan colores variados, como el cuarzo, berilo, fluorita, calcita o aragonito.
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Forma o Hbito
Cuando un cristal crece en condiciones favorables y prximas al equilibrio
(cristalizacin lenta, espacio suficiente para crecer, etc.) suele estar limitado por unconjunto de caras lisas que van a definir un determinado poliedro cristalino. Este poliedropuede estar constituido por una o varias formas. Se puede definir forma cristalina comoel conjunto de caras equivalentes que se generan al actuar los elementos de simetrasobre cualquiera de ellas. Por ejemplo, los cristales de pirita (FeS2) pueden estarconstituidos por una nica forma, como son el cubo (Fig. 1 A) o el piritoedro (Fig. 1 B), opor una combinacin de estas u otras formas (Fig. 1 C).
Figura 1. Algunas formas de la pirita. A. Cubo. B. Piritoedro. C. Combinacin de cubo y piritoedro.
Un cristal polidrico limitado por caras lisas y perfectamente formadas (idiomorfo)es poco frecuente en la naturaleza, puesto que lo habitual es que los minerales seansubidiomorfos o alotriomorfos (sin forma), pero en el caso de presentarla sta esimportante para su identificacin.
Elhbitoes el desarrollo relativo del conjunto de caras de un cristal y depende desus condiciones de crecimiento. Un mismo mineral puede presentar diferentes hbitosdependiendo de las condiciones en las que haya crecido (Fig. 2 A y 2 B). Por ejemplo, laestibina o antimonita cristaliza en prismas rmbicos si las condiciones son de equilibrio,pero en otras distintas tiende a formar cristales muy alargados, lo que se denomina
hbito acicular o en agujas.
Brillo
El aspecto que presenta la superficie de un mineral cuando la luz se refleja sobre lse denomina brillo. Principalmente el brillo puede ser de dos tipos: brillo metlico(propiode minerales opacos como la pirita) y brillo no metlico, (lo presentan el 80% de losminerales como el cuarzo, al fluorita o la calcita). Entre los dos grupos no hay unaseparacin clara y de algunos minerales se dice que tienen brillosubmetlico.El brillo nometlico puede ser vtreo (el ms comn), adamantino, graso, creo, sedoso, nacarado y
otros.
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Figura 2. Hbitos cristalinos. A. Hbitos de monocristales. B. Hbitos de agregados cristalinos.
Densidad
El peso especfico (G) de un mineral de composicin determinada es constante y sudeterminacin es, con frecuencia, importante en la identificacin de un mineral. En elreconocimiento de visu al sostener el mineral en la mano es posible tener una idea de
su densidad. Por ejemplo, el yeso (G=2,32) parece ligero en comparacin con la baritina(G=4,5).
Dureza
La dureza (H) se define como la resistencia de un mineral a ser rayado. Su valor
relativo se calcula comparando con otros minerales de dureza conocida. Esta dureza seestablece entre 1 y 10 con minerales corrientes de dureza conocida y la estableci elmineralogista austriaco F. Mohs en 1824, y se denomina Escala de Mohs (Tabla 1).
Para establecer la dureza de un mineral con cierta aproximacin se pueden aplicarlas siguientes reglas sencillas:
Un mineral tiene dureza 1si tizna el papel o si es rayado por la ua (la ua tienedureza aproximadamente igual a 2).
Un mineral tiene dureza inferior a 5 si es rayado por la navaja (H 5) o por unvidrio de ventana (H 5.5).
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Un mineral tiene dureza mayor que 6si raya al vidrio.
Un mineral tiene dureza mayor que 7si raya al cuarzo.
ndice de Mohs Mineral
1 Talco
2 Yeso
3 Calcita
4 Fluorita
5 Apatito
6 Ortosa
7 Cuarzo
8 Topacio
9 Corindn
10 Diamante
Tabla 1. Escala de Mohs.
Exfoliacin
La exfoliacin es la rotura del mineral paralelamente a una cara real o posible delcristal, que suele ser una cara de ndices sencillos. La exfoliacin est relacionada con laestructura interna del cristal, as por ejemplo, las micas que tienen una estructura encapas con enlaces dbiles entre ellas, presentan exfoliacin perfecta en estas direcciones.
La exfoliacin se puede describir en funcin de su calidad, perfecta, buena,
imperfecta y de su direccin cristalogrfica, cbica 001 , octadrica 111 , prismtica
110 y otras.
No todos los minerales presentan exfoliacin y solamente un pequeo tanto porciento la muestra en grado eminente, pero en el caso de que la tenga, sirve como criteriodecisivo de diagnstico.
Fractura
Se entiende por fractura de un mineral a una rotura que, a diferencia de laexfoliacin, no tiene relacin alguna con la estructura interna del cristal. Es decir, elmineral se ha roto sin relacin con direcciones cristalogrficas preferentes. Segn elaspecto que presente la superficie de rotura, se distingue:
Fractura concoidea
Superficies curvas como la cara inferior de una concha, por ejemplo slex,calcedonia.
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Fractura fibrosa
Cuando el mineral se rompe con entrantes y salientes puntiagudos, como unaastilla.
Fractura irregular
La ms comn y la que sucede segn superficies irregulares.
Magnetismo
Se dice que un mineral es magntico cuando tiene la capacidad de ser atrado por elcampo magntico de un imn. La magnetita y la pirrotina son los nicos mineralescomunes que se atraen con un pequeo imn de bolsillo. Se llaman ferromagnticos. Los
paramagnticos son atrados por electroimanes potentes y son generalmente mineralesde hierro y los diamagnticos son repelidos por el imn. La mayora de los minerales sondiamagnticos.
Fluorescencia y fosforescencia
Fluorescentes son aquellos minerales, como la scheelita o los minerales de uranio,que se hacen luminiscentes al ser expuestos a la accin de la radiacin ultravioleta(lmpara de rayos UVA). Si la luminiscencia continua despus de haber cortado la fuentede excitacin se dice que el mineral es fosforescente. La fluorescencia es una propiedad
imprevisible, as algunas muestras de un determinado mineral pueden presentarla y otrosno. Por ejemplo, esto sucede con la fluorita.
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RECONOCIMIENTO DE VISU DE MINERALES
Se han escogido 20 minerales que se consideran importantes por su abundancia o por
sus propiedades fsicas qumicas. Estos minerales se van a estudiar agrupados por elgrupo aninico o clase mineralgica (Tabla 2).
Tabla 2. Relacin de minerales estudiados en esta prctica.
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Azufre
Hbito: cristales piramidales, bipiramidales o combinacin de ambos (Fig. 3).Normalmente en masas irregulares, como incrustaciones y terroso.
Color: amarillo.Brillo: graso o sedoso.Dureza: 1,5 a 2,5.Densidad: 2,07 g/ cm3.Fractura: concoidea.
Figura 3. Cristales de azufre.
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Grafito
Hbito: cristales laminares (Fig. 4), siendo frecuentes los agregados hojosos,escamosos y radiados.
Color: gris plomo.Brillo: submetlico.Dureza: 1 a 2.Densidad: 2,23 g/ cm3.Otras caractersticas: Tizna el papel y los dedos.
Figura 4. Grafito.
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Pirita
Hbito: son tpicos los cubos ms o menos equidimensionales (Fig. 5), el octaedro yel pentagonododecaedro o piritoedro y los agregados masivos granudos.
Color: amarillo latn.Brillo: Metlico.Dureza: 6 a 6,5.Densidad: 5,02 g/cm3.Otras caractersticas: normalmente presenta alteracin superficial a limonita(mezcla de oxi-hidrxidos de hierro).
Figura 5. Cubos de pirita.
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Galena
Hbito: la forma ms corriente de presentarse es el cubo, con aristas biseladas ovrtices truncados (Fig. 6).
Exfoliacin: cbica muy evidente.Color: gris plomo.Brillo: metlico.Dureza: 2.Densidad: 7,5 g/cm3.
Figura 6. Cristales de galena.
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Calcopirita
Hbito: son muy raros los cristales bien formados, normalmente se presenta enagregados masivos (Fig. 7).
Color: amarillo latn a amarillo verdoso.Brillo: metlico.Dureza: 3,5 a 4.Densidad: 4,3 g/cm3.Otras caractersticas: se altera superficialmente con cierta facilidad, dando ptinasirisadas.
Figura 7. Calcopirita masiva
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Fluorita
Hbito: cristales con forma de cubo (Fig. 8 A) u octaedro (Fig. 8 B) bien formados yagregados masivos, compactos o granulares.
Exfoliacin: octadrica perfecta.Color: muy variado, desde incoloro a violeta (Fig. 8 C), verde o amarillo (Fig. 8 D).Brillo: vtreo.Dureza: 4.Densidad: 3,18 g/cm3.Otras caractersticas: en algunos casos puede ser fluorescente.
Figura 8. Fluorita: A. Cubos biselados. B. Octaedro. C. Agregados de cubos de fluorita violeta. D.Agregados de cristales cbicos de fluorita amarilla y calcita blanca.
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Halita
Hbito: en cristales cbicos(Fig. 9) y en agregados masivos microcristalinos.Color: normalmente incolora o blanca, a veces azul o amarillo.
Raya: blanca.Brillo: de vtreo a mate.Dureza: 2 a 2,5.Densidad: 2,16 g/cm3.Otras caractersticas: sabor salado.
Figura 9. Agregado de cubos de halita.
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Magnetita
Hbito: cristales octadricos (Fig. 10) y agregados masivos y granudos compactos,tambin en arenas sueltas magnticas.
Color: negro.Brillo: metlico.Dureza: 5 a 6,5.Densidad: 5,2 g/cm3.Otras caractersticas: fuertemente magntica.
Figura 10. Cristales de magnetita.
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Goethita
Hbito: generalmente masivo, pero tambin botroidal (Fig. 11), estalacttico yooltico.
Color: negro, pardo o amarillento.Brillo: de adamantino a terroso mate.Dureza: 5 a 5,5.Densidad: 4,37 g/cm3.
Figura 11. Agregado botroidal de goethita.
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Calcita
Hbito: es el mineral que presenta una mayor variedad de formas y hbitos:escalenoedros agudos (Fig. 12), romboedros, formas masivas espticas, fibrosas,
columnares, estalactticas, granulares y pulverulentas. Son frecuentes los cristalesmaclados.Color: de incoloro transparente (espato de Islandia) a blanco. La presencia deimpurezas proporciona distintas coloraciones.Brillo: Vtreo.Dureza: 3.Densidad: 2,71 g/cm3.
Figura 12. Escalenoedros agudos de calcita.
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Aragonito
Hbito: cristales prismticos rmbicos (Fig. 13) sencillos o con macla mltipledando un aspecto de prisma hexagonal. Tambin agregados coraloides, fibrosos,
fibrosorradiados o estalactticos.Color: blanco el ms frecuente, pero tambin violceo, marrn, negro, azul o verde.Brillo: Vtreo.Dureza: 3,5 a 4.Densidad: 2,94 g/cm3.
Figura 13. Cristales prismticos de aragonito.
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Yeso
Hbito: cristales tabulares que pueden llegar a una tamao considerable. Sonfrecuentes los agregados de cristales lenticulares, llamados rosas del desierto (Fig.
14 A). Tambin se encuentra en masas espticas o micceas transparentes,variedad selenita (Fig. 14 B), masivo o granudo microcristalino (alabastro). Sonfrecuentes las formas fibrosas y las maclas en punta de flecha.Color: incoloro, blanco, gris; diversas tonalidades de amarillo a rojo castao a causade impurezas.Brillo: vtreo y sedoso en los cristales y nacarado en superficies de exfoliacin.Dureza: 2.Densidad: 2,32 g/cm3.
Figura 14. Yeso. A. Rosa del desierto. B. Cristal transparente de yeso variedad selenita.
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Olivino
Hbito: cristales equidimensionales (Fig. 15) de hbito prismtico.Color: de verde oliva a amarillento.
Dureza: 6,5.Densidad: 3,27 a 4,20 g/cm3.
Exfoliacin: no presenta.Fractura: concoidea, irregular.Otras caractersticas: se altera a iddingsita, de color rojo.
Figura 15. Agregado granular de cristales de olivino incluido en roca volcnica. Parque Nacional deTimanfaya, Lanzarote, Canarias.
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Granate
Hbito: cristales equidimensionales (Fig. 16) o redondeados, los ms comunes sonrombododecaedros, trapezoedros o combinacin varios de ellos.
Color: vara segn la especie de granate, los ms frecuentes son rojos oscuros opardo rojizos.Dureza: 7-7,5.Densidad: 3,58 a 4,32 g/cm3segn las especies.Exfoliacin: no presenta.Fractura: irregular.
Figura 16. Cristal polidrico de granate.
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Turmalina
Hbito: cristales prismticos, a menudo en seccin transversal en tringulocurvilneo debido al predominio del prisma triangular. Son comunes las caras
estriadas (Fig.17).Color: variable segn la composicin. Las variedades ferrferas, chorlo, son negras(Fig.17 A) o verdosas como la verdelita (Fig. 17 B), las magnsicas son castaas(dravita) y las manganesferas rosas como la rubelita (Fig. 17 C) .Son frecuentes loszonados de color (Fig. 17 D).Dureza: 7.Densidad: 3 a 3,25 g/ cm3.Exfoliacin: No presenta.Fractura: concoidea.Otras caractersticas: Presenta efecto piroelctrico y piezoelctrico.
Figura 17. Variedades de turmalina: A. Chorlo. B. Verdelita. C. Rubelita. D. Turmalina zonada.
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Hornblenda
Hbito: cristales prismticos alargados (Fig. 18), tambin aciculares o fibrosos enagregados paralelos.
Color: verde oscuro a negro.Dureza: 5-6.Densidad: 3 a 3,4 g/ cm3.Exfoliacin: perfecta segn el prisma vertical.
Figura 18. Cristales prismticos de hornblenda.
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Biotita
Hbito: rara vez cristales tabulares de contorno hexagonal. Comnmente apareceen laminillas diseminadas o en agregados laminares (Fig. 19).
Color: oscuro, de pardo a negro.Dureza: 2,5-4.Densidad: 2,8 a 3,2 g/ cm3Exfoliacin: basal perfecta.
Figura 19. Agregado laminar de biotita.
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Moscovita
Hbito: cristales tabulares de contorno hexagonal. Agregados foliceos, escamososy laminares (Fig. 20).
Color: blanco plateado.Dureza: 2,5 en la direccin de exfoliacin y 4 perpendicular a ella.Densidad: 2,76 a 2,88 g/ cm3.Exfoliacin: basal perfecta.
Figura 20. Agregado laminar de moscovita.
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Cuarzo
Hbito: cristales bien formados o en masas compactas criptocristalinas. Los cristalesson generalmente prismas hexagonales, terminados en dos romboedros que
simulan una bipirmide hexagonal. Las maclas son comunes, como por ejemplo lamacla segn la Ley del Japn 1122 (Fig. 21 A).Color: usualmente es blanco, pero en la prctica puede presentar todas lastonalidades segn las variedades, como el cuarzo rosa (Fig. 21 B). Cuando es puroes incoloro y se denomina cristal de roca (Fig. 21 C). La variedad criptocristalinabandeada es conocida como gata (Fig. 21 D).Dureza: 7.Densidad: 2,65 g/ cm3.Exfoliacin: No presenta.Fractura: Fractura concoidea.
Otras caractersticas: Presenta efecto piroelctrico y piezoelctrico.
Figura 21. Variedades de slice: A. Cristales de cuarzo maclados segn la Ley del Japn. B. Cuarzo rosa. C.Cristal de roca. D. gata con cristales de cuarzo en el centro.
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Ortosa
Hbito: Prismas cortos, algo aplastados (Fig. 22), frecuente y tpicamente macladossegn la Ley de Carlsbad (planos de composicin (010)). Menos comunes son las
maclas por contacto segn la Ley de Manebach y Baveno.Color: A menudo incoloro o blanco, pero tambin puede ser amarillento o rosado.Dureza: 6.Densidad: 2,56 g/ cm3.Exfoliacin: segn dos planos ortogonales (Origen del nombre de ortosa).
Figura 22. Cristales de ortosa.
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RECONOCIMIENTO DE VISU DE ROCAS
Las rocas estn constituidas por agregados de minerales. Son extraordinariamente
raras las rocas monominerales. Por lo tanto, para identificar una roca es necesariodeterminar:
Especies minerales presentes.
Relacin y proporciones cuantitativas entre minerales.
Textura de la roca: forma, orientacin y tipo de contacto entre los granosminerales.
Estructura de la roca: conjunto de caracteres observables a mayor escala.
El reconocimiento de visu en rocas de grano fino puede ser complejo y pararealizar su identificacin hay que recurrir necesariamente a tcnicas de laboratorio talescomo el microscopio petrogrfico o la difraccin de rayos-X. Para esta prctica se hanseleccionado 7 rocas clasificadas en gneas, metamrficas y sedimentarias. En la tabla 3 seindican el nombre, tipo y los minerales principales que contienen.
Tipo de roca Nombre Minerales principales
gnea plutnica Granito Cuarzo, Feldespato potsico, Plagioclasa, Biotita
Basalto Plagioclasa, PiroxenoAndesita Plagioclasa, Biotita, Hornblenda
Obsidiana
Metamrfica GneisFeldespato potsico, Plagioclasa, Biotita, Moscovita,
CuarzoSedimentaria
detrticaConglomerado Variable
Sedimentariaqumica
Caliza Calcita
gnea volcnica
Tabla 3.- Relacin de rocas estudiadas en esta prctica
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Granito
Quimismo: cido.Minerales:
Principales: cuarzo, feldespato potsico (ortosa, microclina), plagioclasa(albita-oligoclasa), biotita.
Accesorios: apatito, moscovita, hornblenda, granate.Color: blanco, gris claro, rosado, amarillento (Fig. 23).Textura: holocristalina equigranular, en ocasiones el feldespato potsico puedepresentarse en cristales de mayor tamao que el resto de los minerales dando lugara una textura porfdica.
Figura 23. Granito. Destacan cristales negros de biotita.
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Basalto
Quimismo: bsico.Minerales:
Principales: plagioclasa (labradorita-anortita), piroxeno. Accesorios: olivino, hornblenda, vidrio, biotita, ilmenita, magnetita.
Color: desde pardo, incluso rojizo por oxidacin a muy oscuro, incluso negro.Textura: matriz vtrea o formada por granos generalmente pequeos (noobservables de a simple vista) con algunos cristales visibles de piroxeno, plagioclasay olivino (Fig. 24).Estructura: Frecuentes lavas almohadilladas (textura globosa), fracturascolumnares, superficie vacuolar (huecos, a veces rellenos de minerales).
Figura 24. Basalto. Se observan cristales sobre una matriz vtrea.
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Andesita
Quimismo: intermedio.Minerales:
Principales: plagioclasa, biotita, hornblenda. Accesorios: cuarzo, vidrio, piroxeno, ortosa.
Color: pardo algo verdoso.Textura: marcadamente porfdica, en la que destacan cristales de plagioclasa,biotita u hornblenda (Fig. 25) en una matriz criptocristalina En otros casos presentatextura de grano muy fino, formada por minerales slo observable al microscopio.
Figura 25. Andesita. Se observan cristales prismticos de hornblenda sobre una matriz de grano fino.
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Obsidiana
Quimismo: Variable.Componentes: vidrio volcnico, muy ocasionalmente algn mineral accesorio.
Color: negro brillante.Textura: cristalina con escasos microcristales.Estructura: Fracturas concntricas llamada tambin fisuracin perltica (Fig. 26).
Figura 26. Obsidiana. Destaca la fracturacin concntrica.
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Gneis
Minerales: Principales: feldespato potsico, plagioclasa, biotita, moscovita.
Accesorios: cuarzo, apatito, circn, clorita cordierita, granate, sillimanita,hornblenda.
Color: alternancia de bandas de minerales claros, tales como feldespato potsico,plagioclasa y cuarzo, con minerales oscuros como la biotita (Fig. 27).Textura: de granoblstica a porfidoblstica.Estructura: bandeada.
Figura 27. Gneis. Obsrvese el bandeado formado por biotitas oscuras y minerales claros comofeldespatos y cuarzo.
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Reduca (Geologa). Serie Fundamentos de Geologa. 2 (4): 1-35, 2010.ISSN: 1989-6557
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Conglomerado
Componentes: cantos, que pueden proceder de rocas de un solo tipo o de variosy/o minerales, en una matriz frecuentemente arenosa con cemento calcreo
arcilloso. Cuando ms de la mitad de los cantos son angulosos el conglomeradorecibe el nombre de brecha (Fig. 28).Color: variable, blanco, pardo, rojizo y distribuido de forma irregular.Estructura: cantos rodados (>4mm) y bloques repartidos en una matriz de granomas fino. Los cantos pueden estar orientados. No suelen tener fsiles.
Figura 28. Brecha en la que resaltan cantos angulosos sobre un cemento enrojecido por la presencia dexidos de Fe.
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Caliza
Componentes: mayoritariamente calcita. A veces dolomita, xidos de hierro,pigmentos carbonosos, arcillas.
Color: muy variable, blanco, amarillento (Fig. 29 A), rosa, rojo por la presencia dexidos de hierro, gris o negro por los pigmentos carbonosos o bituminosos ydistribuido de forma irregular.Estructura: compacta. A veces de observa estratificacin (Fig. 29 B).Identificacin: efervescencia con la accin de HCl diluido en fro. Frecuentepresencia de fsiles.
Figura 29. Caliza: A. Caliza. B. Caliza en la que se observa una ligera estratificacin.
PROCEDENCIA DE LOS MINERALES Y ROCAS FOTOGRAFIADOS
Las muestras de minerales y rocas proceden de la coleccin privada de E. Vindel(Figs.4,5, 6, 8 A-B-C-D, 9, 10, 13, 14, 16, 18, 19, 20, 21 B-C-D) y de las colecciones de laSmithsonian Institution de Washington, USA (Figs.3, 11, 12, 17 D, 21 A), del Museo de
Ciencias Naturales de Londres (Figs. 17 B-C), del Museo de Ciencias Naturales de Vitoria,lava (Fig. 22) y de la Facultad de Ciencias Geolgicas de la Universidad Complutense deMadrid (Fig. 7, 17 A,23, 24, 25, 26, 27, 28 y 29).
BIBLIOGRAFA DE CONSULTA
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RECURSOS ELECTRNICOS
Gua interactiva de minerales y rocas. ETSI de Montes (UPM).http://www.montes.upm.es/Dptos/DptoSilvopascicultura/edafologia/guia/indice.html
Crista-Mine. Curso de Cristalografa, Mineraloga y Gemologa. Facultad de Ciencias(UNED) y ETSI de Minas (UPM).http://www.uned.es/cristamine/inicio.htm
Handbook of Mineralogy. Mineralogical Society of America.http://www.handbookofmineralogy.org/search.html?p=all
Mindat.org-the mineral and locality database.http://www.mindat.org/
Recibido: 8 enero 2010.Aceptado: 15 febrero 2010.
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