Nomenclatura de rocas metamórficas (II): Minerales

En el momento actual existen casi 5000 minerales distintos (sí, os pongo de referencia la Wikipedia porque me da igual el número exacto, solo me interesa destacar que son muchos). La mayoría son minerales muy raros que aparecen en lugares muy específicos o son el producto de la alteración de otros. Todos y cada uno de ellos hacen las delicias de los coleccionistas, aunque a los petrólogos nos dan un poco igual (a mí por lo menos).
Ese número se reduce a unos 200 cuando nos referimos a los llamados en el mundo anglosajón rock-forming minerals, que aquí se ha traducido literalmente por “minerales formadores de rocas”. Un horror de traducción que me niego a usar y que voy a sustituir por “minerales de interés petrológico”. En este punto os voy a recomendar un must, un libro que deberíais tener todos los geólogos o aspirantes a: An introduction to the rock-forming minerals de W.A. Deer, R.A. Howie y J. Zussman.
Si cerramos nuestro círculo a los minerales de interés metamórfico presentes en los tipos litológicos más abundantes (definidos en la anterior entrada) nos quedamos con menos de 50 minerales (¡¡yupi!!). Pocos más que la famosa lista de los Reyes Godos.

Por muy monstruoso que pueda parecer a los educadores de hoy en día (esos mismos que le siguieron el juego al neoliberalismo feroz asegurando que Bolonia era guay, cuando en realidad es un miserable sacaperras, algo parecido dice Noam Chomsky), yo os aconsejo que os aprendáis esos pocos minerales y los elementos (no las fórmulas) más importantes que contienen. La recompensa de este pequeño esfuerzo no tiene precio. Os pongo un par de ejemplos.

Fijaos en la serie de Bowen

Serie de cristalización de Bowen. Fuente: Wikipedia (sí, otra vez, no todo lo que sale en la Wiki es malo, solo hay que saber diferenciarlo)

Es curioso observar cómo pasamos de un nesosilicato (olivino) a un inosilicato anhidro (piroxeno), un inosilicato hidratado (anfíbol), un filosilicato (biotita) y, finalmente, tectosilicatos (feldespato y cuarzo). Parece que la clasificación de silicatos según la disposición de los tetraedros de SiO4 va a tener sentido y todo. Además, los minerales del principio son ricos en Ca, Fe y Mg y los del final ricos en K-Na, Si y Al. Los primeros son oscuros, máficos; los segundos son claros, félsicos. Los primeros en cristalizar son anhidros, de mayor T y estructuras más compactas; los segundos son hidratados, de menor T y estructuras más abiertas. Unos serán idiomorfos y los otros alotriomorfos.
Más propiedades: los inosilicatos ferromagnesianos suelen ser ortorrómbicos, pero en cuanto se mete el calcio, la estructura se deforma (el radio iónico del Ca es mayor que el del Fe y el Mg) y se vuelve monoclínica. Esto os puede parecer un poco esotérico, pero al microscopio significa la diferencia entre tener extinción recta o extinción oblicua.

Como véis, la mineralogía de silicatos no es aprenderse los minerales y sus fórmulas porque sí. Todo está relacionado. Se puede sacar información muy dispar (y útil) conociendo la composición de los minerales. Por supuesto, luego hay que corroborar esta información con otros datos, pero es un punto de partida.
Otro ejemplo: el potasio es un mineral elemento incompatible en el manto (es decir, cuando se funde el manto, el K se va al fundido), por eso está concentrado en la corteza continental. Así, los minerales con potasio serán típicos de rocas de la corteza continental (rocas ígneas félsicas y rocas detríticas). Si nos encontramos, por ejemplo, flogopita en un mármol o biotita en una roca máfica, podemos sospechar que ha habido una mezcla de carbonatos con material detrítico o de magmas básicos con material cortical, respectivamente.
Petrogénesis del más alto nivel por solo reconocer un mineral y su composición.

Una sistemática para los minerales de interés metamórfico

Por mucho que os lo justifique, aprenderse casi 50 minerales y sus componentes principales no deja de ser una putada muy grande (dejémonos de formalismos, las cosas como son). Así que os propongo una sistemática para relacionar cada mineral con un tipo composicional de los que definí en la anterior entrada, es decir, tendréis los minerales ordenados según el tipo de rocas en las que puedan aparecer. Esto está muy bien porque una vez que reconocéis un mineral característico de un determinado tipo litológico (como en la siguiente tabla), el resto los podéis deducir por eliminación. En el siguiente paso, podéis afinar mucho más conociendo las condiciones P-T a las que se ha formado la roca metamórfica que queréis clasificar, pero esto lo dejo para una futura entrada de esta serie.

Minerales-1

Utilizando el Deer, Howie y Zussman he seleccionado unos 45 minerales que, salvo que trabajéis en zonas muy raras (como esta), serán todos los minerales metamórficos que os encontraréis en vuestra vida. Algunos será posible reconocerlos de visu, otros al microscopio; unos serán mayoritarios, otros accesorios. Y, por supuesto, si os dedicáis a esto de manera profesional, más de una vez tendréis que recurrir a la microsonda electrónica.

Para ayudarnos en esta sistemática voy a recurrir a lo que yo llamo chupipandis de elementos. Se trata de elementos que están relacionados por sus características químicas (radio iónico, electronegatividad, etc), y que suelen aparecer juntos, ocupando posiciones similares en la estructura de los minerales. El ejemplo más conocido es el del grupo de Fe2+, Mg y Mn, pero otros dos grupos importantes son Si, Al, Ti y Ca, Na, K.

Otro concepto un poco más avanzado que no voy a tratar aquí, pero que recomiendo estar familiarizado con él, es el de los vectores de intercambio. Viene muy bien explicado en el Metamorphic Phase Equilibria and Pressure-Temperature-time paths de F.S. Spear (el libro gordo de PTt, para los amigos de cierta edad).

Teniendo en cuenta estas chupipandis de elementos, voy a ordenar los minerales de esta manera:

SILICATOS

  1. Cuarzo: Es muy abundante en rocas detríticas y rocas ígneas ácidas e intermedias. Usando nuestros grupos: Pelitas y rocas cuarzofeldespáticas. Será difícil encontrarlo en rocas ultramáficas (que son pobres en Si) y rocas calcáreas puras (donde no hay Si). En margas y rocas máficas puede aparecer, pero será muy poco abundante (y, de estar, lo veremos únicamente al microscopio).
  2. Andalucita/distena/sillimanita: Silicatos de aluminio. Son característicos de rocas pelíticas. En determinadas circunstancias pueden aparecer también en rocas máficas y rocas cuarzofeldespáticas.
  3. Silicatos de magnesio: Las dolomitas y las rocas ultramáficas son más ricas en magnesio que en hierro, por lo que en estas litologías solo se darán los términos finales ricos en magnesio (no hay chupipandi Mg-Fe-Mn). Estos minerales son: forsterita, grupo de la humita, talcoserpentina. Se distinguen sobre todo al microscopio, aunque con práctica seguro que acabáis distinguiendo forsterita en un mármol. Fijaos que estos minerales aparecen en rocas sin cuarzo y sin minerales con Fe.
  4. Silicatos ferromagnesianos: Algunos de los minerales metamórficos más característicos en rocas pelíticas pertenecen a este grupo: clorita, cloritoide, granateestaurolita, cordierita y ortopiroxeno (enstatita-ferrosilita). La clorita, además, puede aparecer en rocas básicas y rocas cuarzofeldespáticas. El ortopiroxeno … Conviene aprender a reconocerlos de visu.
  5. Silicatos con potasio: Dentro de este grupo tenemos: moscovita, biotita, feldespato potásico y escapolita. Los tres primeros se encuentran de manera abundante en rocas de afinidad cortical (pelitas y rocas cuarzofeldespáticas), aunque pueden aparecer de manera ocasional en mármoles con un gran componente detrítico y rocas básicas. La escapolita es característica de rocas de silicatos cálcicos formadas en skarns.
  6. Silicatos cálcicos (sin Na-K): Aparecen fundamentalmente en rocas calcáreas, margas y rocas básicas: esfena, grosularia, vesubianita, grupo de la epidota, lawsonita, pumpellyita, diópsido, wollastonita, hornblenda, prehnita y anortita.
  7. Silicatos con sodio: En este grupo voy a incluir 4 minerales: albita, onfacita, jadeita y glaucofana. Me gustaría destacar que la albita suele aparecer a baja P y baja T, sobre todo en rocas básicas y cuarzofeldespáticas, mientras que los otros tres son típicos de alta P (la albita se vuelve inestable y el sodio se va a esos minerales). Hay otros minerales con sodio que he incluido en otros grupos (como la escapolita o la turmalina) o no considero, como la paragonita. Si eres capaz de distinguir de visu paragonita y moscovita, no sé qué haces leyendo esto.
  8. Turmalina: Es un mineral relativamente común en rocas cuarzofeldespáticas (derivadas de rocas ígneas félsica) y pelíticas (como granos detríticos). Se puede confundir con otros minerales oscuros de hábito prismático, como hornblenda y estaurolita, aunque tiene dos características que la hacen inconfundible: secciones basales triangulares y caras estriadas.

NO SILICATOS

  1. Chupipandi Mg-Fe: Incluyo en este grupo (a) minerales típicamente magnésicos, como periclasa y brucita, que aparecen en mármoles dolomíticos o rocas ultramáficas; (b) minerales con Fe y/o Ti, como ilmenita y rutilo, presentes en la mayoría de los tipos composicionales, salvo los calcáreos; (c) minerales ferromagnesianos con aluminio, como la espinela, común en pelitas y rocas ultramáficas.
  2. No silicatos cálcicos: Venga, ánimo, que son los tres últimos: calcita, dolomita y apatito. Los dos primeros presentes mayoritariamente en rocas calcáreas y margas, aunque se pueden dar como accesorios en otros tipos composicionales donde haya mucho CO2 (rocas básicas y ultrabásicas, pelitas). El apatito es más común en pelitas y rocas cuarzofeldespáticas.

Como véis, no todos los minerales aparecen en todas las rocas al mismo tiempo (sobre todo en época de exámenes) para fastidiaros a vosotros. Con un poco de malicia se puede reconocer el protolito de una roca metamórfica y reducir el número de minerales que pueden estar presentes. Por supuesto, siempre habrá excepciones, pero la mayoría os las encontraréis en vuestra vida profesional, no en vuestros exámenes. Se supone que os tenemos que enseñar los casos más comunes.

Si habéis conseguido leer hasta aquí, os merecéis un premio que os podéis descargar en alta resolución (60 megas) aquí y en menor resolución (8 megas) aquí. Espero que os guste.

En la siguiente entrega, os contaré cómo la estructura de la roca nos proporciona información útil para poder clasificarla.

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4 comentarios en “Nomenclatura de rocas metamórficas (II): Minerales”

  1. He de reconocer que cuesta un poco de leer. Parece que te vaya a estallar la cabeza cuando le metes tantos minerales. Creo que haciendo un esquema de la clasificación queda todo más claro.

    Buen artículo en general, como siempre, aunque este en concreto haya que leerlo por lo menos dos veces para sacarle todo el jugo.

    Aún a riesgo de sonar pedante y quedar mal (si me equivoco), creo haber detectado una errata en “Otro ejemplo: el potasio es un MINERAL incompatible en el manto”.

    Gracias por el regalo!

    PD: Espero que la siguiente entrega no se retrase mucho…

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    1. Hola buregan,
      muchas gracias por tu comentario. Es verdad que es mucha información de golpe, pero si te lo vas leyendo de vez en cuando y consigues aprendértelo, pocas rocas se te resistirán a ser clasificadas. Piensa que es más una ayuda al estudio que un artículo de divulgación.
      Tomo nota del esquema de la clasificación. De hecho, he visto alguno en libros de geología de campo que me han gustado mucho. Lo iré haciendo este verano.
      Reviso la errata y la corrijo. Gracias por avisar.
      Ahora que se acaban las clases y los exámenes, tendré algo más de tiempo para escribir más entregas. Creo que finalmente hablaré de tamaños de grano y de fábricas.

      Un saludo
      Pedro

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