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Ejercicio Integrador Clasificación de rocas Un ejercicio integrador busca que apliques las habilidades, conocimientos y competencias que hayas adquirido en dos o más ejes temáticos. Instrucciones El presente ejercicio integrador está diseñado para que lo trabajen en equipo. A cada equipo se le asignará la composición mineralógica de dos rocas para su clasificación (Apéndice 1). Lean el texto y realicen las actividades que se solicitan. Deben entregar un informe que contenga los siguientes elementos: 1. Portada con los nombres de los integrantes del equipo y el título del trabajo 2. Resumen 3. Introducción 4. Planteamiento del problema 5. Resultados y discusión 6. Conclusiones 7. Referencias 8. Anexos El desarrollo detallado de la solución a los problemas debe incluirse en los anexos. MINERÍA Y CLASIFICACIÓN DE ROCAS México es uno de los países de Latinoamérica que se encuentra en una región volcánica rica en minerales. La tradición minera se remonta a la época prehispánica, como lo muestra la explotación de yacimientos ubicados principalmente en las zonas de Taxco, Pachuca, Guanajuato y la sierra Gorda, en Querétaro, donde se encontraron vestigios de bocaminas. Sin embargo, no es sino hasta el periodo de la colonia cuando la minería adquiere una gran relevancia económica y social, que se refleja en un importante impulso a la creación de poblaciones en función de la ubicación de los yacimientos y de las actividades exploratorias, así como la creación de infraestructura de transporte, la especialización de fuerza de trabajo y el estímulo a las actividades de investigación. A nivel mundial, el auge de la minería mexicana se tradujo en un importante flujo de metales preciosos, especialmente plata, hacia los circuitos comerciales de Europa. Actualmente, México es un importante productor mundial de plata, celestita, sulfato de sodio, bismuto, cadmio, mercurio, barita, grafito, antimonio, arsénico, fluorita, plomo, zinc, molibdeno, feldespato, azufre, manganeso, sal, yeso, oro y cobre1. Generalmente, los metales no se encuentran libres en los yacimientos sino que se hallan inmersos en lo que se llama roca encajonante. El encajonante lo constituyen tanto las rocas ígneas (granitoides) como las rocas carbonatadas. Las rocas ígneas (del latín igneus) o magmáticas se forman a partir de la solidificación de un fundido silicatado o magma. La solidificación del magma y su consiguiente cristalización puede tener lugar en el interior de la corteza, tanto en zonas profundas como superficiales, o sobre la superficie exterior de ésta. Si la cristalización tiene lugar en una zona profunda de la corteza a las rocas así formadas se les denominan rocas intrusivas o plutónicas (de Plutón, el dios del mundo inferior en la mitología clásica). Por el contrario, si la solidificación magmática tiene lugar en la superficie terrestre a las rocas se las denomina rocas extrusivas o volcánicas (de Vulcano, dios del fuego en la mitología clásica que tenía su residencia bajo el volcán Etna). Por último, a las rocas formadas por solidificación magmática –cuando ésta se produce cerca de la superficie de la tierra, de una manera relativamente rápida y el magma rellena pequeños depósitos (p.ej. diques, filones, sills, lacolitos, etc.)– se las denomina subvolcánicas o hipoabisales. Estas rocas también reciben el nombre de rocas filonianas, ya que habitualmente están rellenando grietas o filones (ver Figura 1)3. Figura 1. Esquema de rocas ígneas. Los criterios de clasificación de las rocas ígneas4 son dos: Textural. La textura se refiere a la relación de tamaños entre los componentes mineralógicos de una roca. Atendiendo a este criterio, las rocas ígneas se dividen en plutónicas, que poseen todos sus granos minerales visibles, y en volcánicas, en las que la mayoría de sus granos no son distinguibles ni siquiera al microscopio óptico. Mineralógico. Se utilizan tres grupos principales de minerales para la clasificación de las rocas ígneas: el cuarzo, los feldespatos potásicos y las plagioclasas. Estos tres minerales son silicatos del grupo de los tectosilicatos. Aunque estas rocas contienen muchos otros minerales silicatos, la clasificación se realiza en función de los tres mencionados, ya que su abundancia relativa en el magma que da origen a la roca determina la aparición o no de otros minerales. Para facilitar la clasificación mineralógica de las rocas ígneas, se considera que cada mineral que la compone (cuarzo, feldespatos potásicos y plagioclasas) está presente con un cierto porcentaje, por ejemplo, una roca puede contener 20 % de cuarzo, 30 % de feldespatos potásicos y 50% de plagioclasas. De esta manera, la composición de una roca ígnea se asocia con una triada de valores, en el ejemplo esta composición está asociada a la triada (20,30,50). Esta última, vista como un punto, puede ser ubicada en un diagrama triangular. Un diagrama triangular, entonces, representa la composición de la roca en estos tres minerales. Veamos primeramente qué es y cómo se utiliza un diagrama triangular. Un diagrama triangular, como su nombre indica, es un triángulo dividido por líneas paralelas a cada uno de sus lados (ver Figura 2). En cada uno de sus vértices aparece una letra que representa cada uno de los tres componentes mineralógicos que se tendrán en cuenta para la clasificación. En este caso, Q representa al cuarzo, K a los feldespatos potásicos y P a las plagioclasas. En donde asumimos que la altura del triángulo es 100 (y por lo Figura 2. Diagrama triangular. tanto la distancia entre dos líneas paralelas consecutivas es 10). Cada vértice representa al 100% de la composición en dicho mineral. una de las equidistante, líneas de Cada divisorias manera es que representan un 10% de la composición. Desde el vértice, cada línea representa un 10% menos de contenido en dicho mineral. Analicemos otro ejemplo, supongamos que tenemos una roca ígnea que contiene un 27% de cuarzo, un 9% de feldespatos, un 54% de plagioclasas y un 10% de biotita. En total, 100%. En primer lugar, tenemos que recalcular los porcentajes para Q, K y P, eliminando la biotita, haciendo que la suma de los porcentajes de cuarzo, feldespatos y plagioclasas sea 100 %. Así: Tenemos, pues, que nuestra roca contiene un 30% de cuarzo, un 10% de feldespatos y un 60% de plagioclasas, que sumados dan 100%. Nos podemos ahora preguntar, ¿a qué tipo de roca corresponde la composición mineralógica (Q=30, K=10, P=60) de nuestro ejemplo? Existen diagramas triangulares que dividen las áreas de los mismos según la composición mineralógica, y dan nombre a las rocas cuya composición se incluye dentro de estas áreas. Aunque un mismo magma puede dar lugar a una roca plutónica o volcánica, y por tanto con la misma composición química y mineralógica, los nombres que se les dan son diferentes. Por tanto, existen dos diagramas triangulares diferentes, uno para rocas plutónicas y otro para rocas volcánicas con áreas específicas que determinan una subclasificación de éstas. NOTA: Este ejercicio es una adaptación de Minería en México: http://www.mitecnologico.com/Main/MineriaEnMexico Reconocimiento de rocas ígneas, desarrollado por Esperanza Blanco: www.profes.net/rep_documentos/Propuestas_2%C2%BA_ciclo_ESO/1%C3%ADgne... Actividades a realizar: 1. Consideren un punto P cualquiera en el interior del triángulo equilátero ABC cuya altura es h (ver Figura 3). Sean PX , PY y PZ los segmentos perpendiculares tazados desde P a los tres lados del triángulo. Demuestren que PX PY PZ h. Figura 3 2. (a) Dada una triada (x,y,z) de números no negativos tales que x y z h, describan un procedimiento geométrico para encontrar el punto P en el interior del triángulo ABC de la Figura 3, tal que x PX , y PY y z PZ . (b) Usando este procedimiento localicen en el triángulo de la Figura 2, el punto que corresponde a la roca ígnea cuya composición está asociada a la triada (30,10, 60). 3. En un papel albanene o bien en un material semi o transparente, construyan el diagrama triangular (Figura 2) que representa la composición de las rocas en los tres minerales: cuarzo, feldespatos potásicos y plagioclasas. Sobre esta plantilla construida, con las coordenadas abajo dadas, construyan el diagrama triangular para clasificar las rocas plutónicas. A cada región o clase definida por estas coordenadas, asígnenles diferentes colores. Clase Rocas no ígneas Granito Coordenadas de los vértices (Q,K,P) (100,0,0), (60,0,40), (60,40,0) (60,40,0), (60,20,20), (20,30,50), (20,80,0) Grano-diorita Tonalita Cuarzo sienita Cuarzo monzonita Cuarzo monzodiorita Diorita (60,20,20), (60,10,30), (20,30,50), (20,10,70) (60,10,30), (60,0,40), (20,10,70), (20,0,80) (20,80,0), (20,50,30), (0,70,30), (0,100,0) (20,50,30), (0,70,30), (20,30,50), (0,30,70) (20,30,50), (20,10,70), (0,10,90), (0,30,70) (0,10,90), (20,10,70), (20,0,80), (0,0,100) 4. Usando el diagrama construido en el punto 3, expliquen cómo es la composición de los tres minerales (Q, K y P) en: a) el granito; b) la diorita. 5. Con las composiciones de las rocas asignadas a su equipo, identifiquen la clase de éstas. Expliquen cómo las identificaron. 6. Investiguen y reporten los usos y aplicaciones de las rocas encontradas. Bibliografía 1. Minería en México, Lauro Soto: http://www.mitecnologico.com/Main/MineriaEnMexico, Consultada en mayo, 2010 2. Compañía minera San Andrés, Proyecto San Andrés de la Sierra http://www.economiadgm.gob.mx/dgpm/portafolios/PDF/Proyecto%20SAN%20ANDRES.pdf Consultada en mayo, 2010 3. Rocas ígneas, J.M. González Casado y Jorge Giner Robles http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/casado/GEORED/Endogenas/igneas.htm Consultada en mayo, 2010 4. Reconocimiento de rocas ígneas. Esperanza Blanco. www.profes.net/rep_documentos/Propuestas_2%C2%BA_ciclo_ESO/1%C3%ADgne... Consultada en mayo, 2010 Apéndice 1. Composiciones Equipo 1. Roca 1 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Porcentaje (%) 30 60 10 Composiciones Equipo 5. Roca 1 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Porcentaje (%) 10 20 70 Roca 2 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Biotita Porcentaje (%) 21 14 35 30 Roca 2 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Biotita Porcentaje (%) 32 40 8 20 Composiciones Equipo 2. Roca 1 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Porcentaje (%) 30 20 50 Composiciones Equipo 6. Roca 1 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Porcentaje (%) 70 20 10 Roca 2 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Biotita Porcentaje (%) 8 16 56 20 Roca 2 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Biotita Porcentaje (%) 7 49 14 30 Composiciones Equipo 3. Roca 1 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Porcentaje (%) 10 80 10 Composiciones Equipo 7. Roca 1 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Porcentaje (%) 80 10 10 Roca 2 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Biotita Porcentaje (%) 45 27 18 10 Roca 2 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Biotita Porcentaje (%) 36 18 36 10 Composiciones Equipo 4. Roca 1 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Porcentaje (%) 10 40 50 Composiciones Equipo 8. Roca 1 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Porcentaje (%) 50 30 20 Roca 2 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Biotita Porcentaje (%) 63 9 18 10 Roca 2 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Biotita Porcentaje (%) 56 16 8 20 Composiciones Equipo 9. Roca 1 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Roca 2 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Biotita Porcentaje (%) 30 30 40 Composiciones Equipo 10. Roca 1 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Porcentaje (%) 50 20 30 Porcentaje (%) 8 40 32 20 Roca 2 Cuarzo Feldespatos potásicos Plagioclasas Biotita Porcentaje (%) 7 49 14 30