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Grado en Geología

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Teledetección y Yacimientos Minerales

Código asignatura
GGEOLO01-4-017
Curso
Cuarto
Temporalidad
Segundo Semestre
Materia
Ampliación de Conocimientos Geológicos Multidisciplinares
Carácter
Optativa
Créditos
6
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Prácticas de Campo (30 Horas)
  • Clases Expositivas (14 Horas)
  • Prácticas de Laboratorio (14 Horas)
Guía docente

La Mineralogía es una asignatura obligatoria, incluida dentro del Módulo Fundamental (materia Mineralogía) de la titulación del Grado en Geología. Tiene una carga lectiva de 12 créditos ECTS y se imparte en 2º curso.

En esta asignatura se estudian los MINERALES, constituyentes básicos de las rocas. Su estudio es esencial para comprender el entorno geológico en el que se han formado. Un mineral se forma, crece y se transforma en función del medio. Por eso, entendiendo los procesos de formación y  por qué se producen esas transformaciones, se podrá conocer mejor la estructura y las características de nuestro planeta.

Los fundamentos básicos de la Mineralogía ya se han dado en la asignatura “Introducción a la Mineralogía y Petrología Sedimentaria” de 1er Curso del Grado. El objetivo de la asignatura de 2º curso es enseñar Mineralogía en sentido amplio y profundo: qué son los minerales, cómo se forman, cómo pueden ser analizados, cómo se comportan en función de las variaciones de presión, temperatura y composición, cómo se clasifican, identifican y describen. Así mismo, es objetivo de la asignatura mostrar las importantes implicaciones que esta ciencia tiene en los distintos campos de la Geología (Petrología, Geoquímica, Geología Estructural, Geofísica, Geología Económica, Geología Planetaria, etc.).

Tampoco se debe olvidar que los minerales han sido y son la materia prima de muchos materiales que son indispensables en nuestra vida cotidiana. Por eso, conocer los minerales y las condiciones en las que se han formado es importante en la investigación y explotación de yacimientos minerales de donde se extraen recursos tales como el hierro, el aluminio, el níquel, tierras raras, etc.

Otro aspecto a tener en cuenta es que, si bien los minerales pueden ser causa de problemas ambientales (asbestos, metales contaminantes, etc.), también suministran soluciones (minerales que sirven para descontaminar suelos o aguas, sellar residuos radiactivos, minerales que sirven como catalizadores, tamices, etc.).

 Ninguno.

No existen requisitos administrativos para cursar esta asignatura, pero es recomendable que los alumnos tengan los conocimientos que se adquieren en las asignaturas de Matemáticas, Química, Física, Geología, Cristalografía e Introducción a la Mineralogía y Petrología de primer curso. Estos son:

  • Conocimientos de Química Inorgánica: qué son los elementos químicos y la tabla periódica, cómo y por qué se forman los enlaces entre los átomos y qué relación hay entre el tipo de enlace y las propiedades de los compuestos. Conocimientos de formulación.
  • Conocimientos de Física (Presión, Temperatura, unidades, etc).
  • Conocimientos de Matemáticas.
  • Conocimientos de Cristalografía: las propiedades de los cristales, qué tipos de poliedros existen, etc. Deben saber también aspectos teóricos básicos de simetría, puntual y espacial.
  • Entender el concepto de mineral y criterios de clasificación.
  • Ser capaces de determinar algunas propiedades físicas mediante la observación (“de visu”) de los minerales.
  • Ser capaces de determinar las propiedades ópticas de los minerales mediante el microscopio de polarización.

Los estudiantes deben alcanzar los resultados y competencias siguientes:

Aprendizaje:

  • Conocer  los conceptos y principios fundamentales de la Mineralogía.
  • Conocer la variabilidad química y estructural de los minerales.
  • Conocer la problemática que surge en la clasificación de los minerales.
  • Reconocer minerales a partir de la visualización de sus estructuras.
  • Describir las estructuras de los minerales más importantes que forman las rocas.
  • Calcular la fórmula estructural de las distintas subclases de minerales.
  • Relacionar las propiedades físicas con la composición y estructura de los minerales.
  • Entender  los procesos y las condiciones físico-químicas de formación de los minerales.
  • Entender las transformaciones minerales, su importancia, cómo ocurren (ej. transformaciones polimórficas) y por qué ocurren (campos de estabilidad de los minerales).
  • Interpretar los diagramas de estabilidad y extraer conclusiones.
  • Conocer el contexto geológico en el que se encuentran los minerales.
  • Conocer cuál es la importancia de algunos minerales como materiales industriales y tecnológicos.
  • Caracterizar e identificar minerales en muestras de mano y mediante técnicas analíticas básicas: microscopía óptica y difracción de rayos X.

Competencias:

  • Elaborar, redactar y presentar correctamente un informe, expresando las ideas con precisión y rigor, tanto de forma oral como escrita.
  • Desarrollar la capacidad de visualizar estructuras en tres dimensiones.
  • Utilizar hojas de cálculo como herramientas que facilitan los cálculos necesarios para obtener la fórmula estructural, trabajar con datos termodinámicos, etc.
  • Manejar programas informáticos de especial interés mineralógico/estructural/químico: Crystal Maker (CrystalMaker Software Ltd) y aplicaciones informáticas de difracción de rayos X

En la primera parte de la asignatura se establecen los principios de la Mineralogía: leyes cristaloquímicas fundamentales; propiedades físicas, químicas, estructurales y su variabilidad; estabilidad y cinética de las transformaciones minerales. Así mismo se presentan las principales técnicas analíticas utilizadas para el estudio de los minerales.

La segunda parte de la asignatura se centra en el estudio de las clases minerales. No se trata únicamente de una simple descripción sino que se desarrollan los conceptos y principios que condicionan sus propiedades y estabilidad en los distintos ambientes geológicos. Conceptos como transiciones polimórficas, maclados, soluciones sólidas, variabilidad química y estructural, cinética de las transformaciones minerales etc. serán de nuevo vistos y aplicados durante las discusiones que se establezcan al estudiar los distintos grupos minerales. De esta manera, los conocimientos adquiridos en el curso anterior y en la primera parte de esta asignatura se revisan, amplían y complementan, empleándose en un contexto diferente, reforzando de esta manera el proceso de aprendizaje.

El objetivo de las clases prácticas es facilitar la comprensión de la asignatura, siendo éstas no solo un complemento de las clases teóricas que el alumno debe seguir asiduamente, sino también el contexto en el cual el alumno refuerza los conceptos desarrollados en las clases expositivas y adquiere las competencias y habilidades descritas en los apartados anteriores.

Los enunciados de las cuestiones y problemas que se plantean en las prácticas estarán disponibles con anterioridad.  Los estudiantes deberán asistir a la práctica correspondiente habiendo trabajado sobre ella previamente. Durante el desarrollo de las sesiones prácticas los alumnos deberán tener una participación activa y con el profesor se discutirán y se resolverán los problemas planteados.

Clases expositivas

Tema 1. Introducción a la Mineralogía. Definición de mineral. La importancia de los minerales. Factores que controlan el tamaño y perfección de los cristales. Procesos que dan lugar a los minerales. Su abundancia. Clasificación.

Tema 2. Cristaloquímica. Radio iónico y fuerza de enlace. Estructuras cristalinas de los minerales. Estructuras de coordinación. Reglas de Pauling. Estructuras empaquetadas. Estructuras derivadas de las empaquetadas compactas. Estructuras moleculares.

Tema 3. Variabilidad química y estructural de los minerales. Polimorfismo Substituciones iónicas. Solución sólida y desmezcla. Fórmula estructural. Representación gráfica de las variaciones en composición.

Tema 4. Estabilidad mineral. Equilibrio en un sistema mineral. La regla de las fases. Diagramas de fase en el espacio P-T. Ecuación de Clapeyron. Reglas de Schreinemakers. Diagramas de fase en el espacio T-X: cristalización en sistemas sin solución sólida y en sistemas con solución sólida. Sistemas de tres componentes. Estabilidad de los sistemas en los que intervienen soluciones acuosas. Diagramas Eh-Ph.

Tema 5. Cinética mineral. Factores que controlan el desarrollo de las transformaciones minerales. Persistencia de las fases metaestables. Relación entre la velocidad de reacción y la temperatura.  Temperatura de parada cinética.    

Tema 6. Propiedades físicas de los minerales. Introducción. Morfología. Propiedades basadas en la interacción de la luz con el mineral. Propiedades mecánicas. Densidad y peso específico. Propiedades magnéticas y eléctricas. Otras propiedades de diagnóstico: radiactividad,  solubilidad en ácidos. Otras pruebas sensoriales.

Tema 7. Técnicas instrumentales de caracterización mineral. Muestreo y métodos de separación mineral. Difracción de rayos X: identificación de minerales mediante el método de polvo. Otras técnicas de análisis mineral.

Tema 8. Introduccion a la sistemática mineral. Silicatos. Características generales. Principios cristaloquímicos. La polimerización de los tetraedros en las estructuras de los silicatos: importancia de las Reglas de Pauling y de las fuerzas de enlace. Fórmula general de los silicatos. Reglas que rigen la formación de los silicatos y rocas en las que se encuentran.

Tema 9. Nesosilicatos. El grupo del olivino. Química de las soluciones sólidas. Zonado. Diagrama T-X. Incompatibilidad entre los polimorfos de la sílice y forsterita: Diagrama T-X sin solución sólida entre Mg2SiO4-SiO2. Los polimorfos Mg2SiO4 de alta presión. Los granates. Relación entre su estructura, composición y capacidad de dilatación. Soluciones sólidas en los granates. Orden en la distribución entre el Fe y Al y una consecuencia inmediata: la anisotropía de los granates. Los granates como indicadores petrogenéticos. Los nesosilicatos subsaturados. Aluminosilicatos: polimorfismo de reconstrucción, campos de estabilidad y la incertidumbre sobre la termodinámica de las fases individuales. Cloritoide: diferencias con la clorita. Estaurolita. Titanita. Otro nesosilicato “propiamente dicho”: el circón. Aplicaciones petrogenéticas de los nesosilicatos.

Tema 10. Sorosilicatos. Características generales del grupo de la epidota. Diferencias entre las epidotas rómbicas y monoclínicas. Un sorosilicato en sentido estricto: lawsonita. Características de la pumpellita. Metamorfismo y sorosilicatos. 

Tema 11. Ciclosilicatos. Características estructurales y problemas que plantean para su clasificación. Diferencias entre turmalina, cordierita y berilo. Desorden en las cordieritas y su importancia como indicador petrogenético. Los ciclosilicatos en las rocas.

Tema 12. Inosilicatos I. Características generales. Grupo de los piroxenos. La importancia del armazón secundario en la estructura y composición de los piroxenos. Diferencias entre las estructuras de los ortopiroxenos y clinopiroxenos. Representación simplificada de la estructura de los piroxenos. Clasificación de los piroxenos. La transformación ortopiroxeno-clinopiroxeno. Los piroxenos en las rocas. Diagrama T-X del sistema CaMgSi2O6-CaSi2Al2O8. Desmezcla. Alteración. Propiedades físicas. Piroxenoides. Caracteristicas generales. Estabilidad de los piroxenoides. Los piroxenoides en las rocas. 

Tema 13. Inosilicatos II. Grupo de los anfíboles. Características generales. Clasificación y composición química. Diferencias entre las estructuras de los ortoanfíboles y clinoanfíboles. Representación simplificada de la estructura de los anfíboles. Los anfíboles en las rocas. Biopiríboles.

Tema 14. Filosilicatos. Características generales. Nomenclatura. Mecanismos de ajuste entre las capas tetraédricas y octaédricas y su control sobre la composición de los filosilicatos. Composición y variabilidad química. Clasificación. Características de cada grupo y rocas en las que aparecen. Politipismo. Minerales interestratificados. Filosilicatos arcillosos: ambientes de formación, propiedades físico-químicas, aplicaciones geotécnicas e industriales. Identificación de los filosilicatos mediante la técnica de Difracción de Rayos X. 

Tema 15. Tectosilicatos I. Características generales. Grupo de la Sílice. Polimorfismo de reconstrucción y de desplazamiento. Diagrama P-T. Velocidad de transformación y comportamiento alternativo. Rocas en las que aparecen. Grupo de los feldespatos. Clasificación. Importancia de las substituciones acopladas en el origen de este grupo. Cálculo de la fórmula estructural. Diagrama triangular de composición. Los feldespatos y la clasificación de las rocas. Simetría, distorsión estructural y orden-desorden Si-Al. Relación entre el estado estructural de los feldespatos con la composición, la temperatura de cristalización y la historia de enfriamiento. Maclas, zonado y desmezcla en los feldespatos. Estabilidad. Diagrama T-X de los feldespatos. Diagrama T-X NaSi3AlO8 – SiO2.

Tema 16. Tectosilicatos II. Grupo de los feldespatoides. Diferencias estructurales. Tipos de rocas en las que aparecen. Incompatibilidad con los tectosilicatos del grupo de la sílice: diagrama T-X (SiO2-KSiAlO4). Grupo de las zeolitas. Agua zeolítica. Importancia de la estructura de las zeolitas para su uso industrial. Indicadores de ambientes de formación.

Tema 17. Elementos nativos. Características generales. Estructura, composición y propiedades de minerales principales. Ambientes de formación. Importancia económica.

Tema 18. Sulfuros y sulfosales. Características generales. Estructura, composición y propiedades de minerales principales. Ambientes de formación. Importancia económica.

Tema 19. Óxidos e Hidróxidos. Características generales. Estructura, composición y propiedades de minerales principales. Ambientes de formación. Importancia económica.

Tema 20. Carbonatos. Haluros. Características generales. Estructura, composición y propiedades de minerales principales. Ambientes de formación. Importancia económica.

Tema 21. Sulfatos, Fosfatos, Wolframatos, Boratos. Características generales. Estructura, composición y propiedades de minerales principales. Ambientes de formación. Importancia económica.

Clases prácticas                 

Constan de los siguientes bloques:

  • Determinación de propiedades e identificación de minerales mediante microscopía óptica.
  • Modelización de estructuras cristalinas.
  • Interpretación de diagramas de fase.
  • Identificación de minerales en muestras de mano.
  • Caracterización de la composición química de minerales mediante técnicas instrumentales.
  • Identificación de minerales por Difracción de Rayos X. Manejo de programas de difracción de rayos X.

En la tabla se presenta el plan de trabajo para la asignatura. 

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir actividades de docencia no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

MODALIDADES

Horas

%

Totales

Presencial

Clases Expositivas

54

18

38,67%

Práctica de aula / Seminarios / Talleres

Prácticas de laboratorio /aula de informática

52

17,33

Prácticas clínicas hospitalarias

Tutorías grupales

4

1,33

Prácticas Externas

Sesiones de evaluación

6

2

No presencial

Trabajo en Grupo

61,33%

Trabajo Individual

184

Total

300

A lo largo del curso se plantearán ejercicios y cuestiones que el alumno deberá responder de forma oral o escrita y entregar en el tiempo que determinen las profesoras. De este modo se comprueban los resultados del aprendizaje adquiridos por los estudiantes mediante una evaluación continua de la parte práctica de la asignatura.

Exámenes parciales

 La calificación obtenida solo se guardará hasta la convocatoria extraordinaria del presente curso académico. A lo largo del curso se realizarán dos exámenes parciales:

  • Examen parcial teórico-práctico, de la primera parte de la signatura (Principios de Mineralogía, temas 1 a 7). Reservado a los alumnos cuya asistencia a las clases prácticas sea igual o mayor del 80%. Constará de preguntas de tipo test o preguntas en las que deberán desarrollar una respuesta y problemas relacionados con la materia impartida en las clases expositivas y prácticas.
  • Examen parcial teórico, de la segunda parte de la signatura (Sistemática Mineral, temas 8-21). Constará de preguntas de tipo test o preguntas en las que deberán desarrollar la respuesta.
  • Examen parcial práctico. Reservados a los alumnos cuya asistencia a las clases prácticas sea igual o mayor del 80%.  Constará de tres partes:  a) Determinación de las propiedades ópticas e identificación de minerales mediante el microscopio petrográfico.  b) Reconocimiento  “de visu” de minerales. c) Análisis e identificación de fases minerales a partir de diagramas de difracción de rayos X.

Examen final teórico-práctico:

Aquellos alumnos que no hayan superado alguno de los exámenes parciales, se examinarán de las partes correspondientes. El examen constará de preguntas de tipo test, preguntas en las que deberán desarrollar una respuesta y problemas similares a los realizados en las clases expositivas y prácticas. Las respuestas han de ser siempre completas, correctas y razonadas.

Examen final de laboratorio:

El examen constará de tres partes: reconocimiento “de visu” de minerales, identificación de minerales por difracción de rayos X, determinación de propiedades y reconocimiento de minerales mediante el microscopio óptico de luz transmitida. Aquellos alumnos que hubieran eliminado materia no se examinarán de esa parte.

Calificación final de la asignatura en las convocatorias ordinaria y extraordinaria:

En la nota final se tendrán en cuenta las calificaciones obtenidas en los exámenes teórico-prácticos (70%) y de laboratorio (20%), siendo necesario aprobar independientemente cada una de las partes. Se tendrá en cuenta también la asistencia, participación y rendimiento del alumno a lo largo del curso (10%), evaluándose la calidad de los resultados obtenidos en los ejercicios y exámenes, la claridad en su exposición y la capacidad de organización, análisis y síntesis.

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir métodos de evaluación no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

CALIFICACIÓN FINAL DE LA ASIGNATURA EN LA CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA DE ENERO:

 En esta convocatoria se valorará el examen teórico-práctico (60%) y  de  laboratorio (40%), siendo necesario aprobar independientemente cada una de las partes. Se tendrá en cuenta también la claridad en su exposición y la capacidad  de análisis y síntesis. 

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir métodos de evaluación no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados

 Bibliografía básica:

NESSE, W.D. (2000). Introduction to Mineralogy. Oxford Univ. Press. New York.

KLEIN, C. y DUTROW, B. (2008). The 23rd edition of the Manual of Mineral Science (after James D. Dana),   Wiley and Sons, New York.

Bibliografía complementaria:

BLACKBURN, W.H. y DENNEN, W.ll. (1988). Principles of Mineralogy. Wm.C. Brown Pub., Dubuque, Iowa.

DEER, W.A., HOWIE, R.A. y ZUSSMAN, J. (2013). An Introduction to the Rock Forming Minerals (3rd Edition). The Mineralogical Society. Berforts Information Press, Stevenage, Hertfordshire, UK

DYAR, M. D., GUNTER, M. E. y TASA, D. (2008). Mineralogy and Optical Mineralogy. Mineralogical Society of America, Chantilly, VA.

GILL, G. (1989). Chemical Fundamentals of Geology . Unwin Hyman Ltd, London.

GRIBBLE, C.D. y HALL, A. J. (1992). Optical Mineralogy. Principles and practice. UCL Press, London.

MACKENZIE, W.S y GUILFORD, C. (1980). Atlas of Rock-forming-minerals in thin section. Longmans, London

NESSE, W.D. (2012). Introduction to Optical Mineralogy. 4ª edición. Oxford Univ. Press. New York.

PERKINS, D. (2002). Mineralogy 2nd Edition. Prentice Hall New Jersey.

PERKINS, D. y HENKE, K. R. (2002). Minerales en lámina delgada. Pearson Education. Madrid.

PUTNIS, A. (1992). Introduction to Mineral Sciencies. Cambridge Univ. Press. Cambridge.

WENK, H.R. & Bulakh, A. (2004). Minerals. Their Constitution and Origin . Cambridge University Press. United Kingdom.

ZOLTAI, J. & STOUT, J.H. (1985). Mineralogy, concepts and principles. Burgess Pub. Co., Minneapolis.

En la plataforma del Campus Virtual se dispone de información actualizada para esta asignatura, así como direcciones electrónicas de interés dentro del campo de la Mineralogía.