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Ingeniería Geológica

Grado y Doble Grado. Curso 2024/2025.

CRISTALOGRAFÍA Y MINERALOGÍA - 804334

Curso Académico 2024-25

Datos Generales

SINOPSIS

COMPETENCIAS

Generales
CG1. Comprender las relaciones entre las diferentes disciplinas científicas que integran el campo de conocimiento relativo a la Ingeniería Geológica.
CG2. Comprender y aplicar el método científico a las diferentes disciplinas que integran el ámbito profesional del Ingeniero Geólogo.
CG5. Llevar a cabo actividades técnicas de cálculo, mediciones, valoraciones, tasaciones y estudios de viabilidad económica; realizar peritaciones, inspecciones, análisis de patología y otros análogos y redactar los informes, dictámenes y documentos técnicos correspondientes en el ámbito profesional del Ingeniero Geólogo; efectuar levantamientos topográficos y cartográficos.
Transversales
CT2. Demostrar razonamiento crítico y autocrítico.
CT3. Adquirir capacidad de organización, planificación y ejecución.
CT4. Adquirir la capacidad de comunicarse de manera clara y eficaz, de forma oral y escrita, en la lengua española.
CT5. Adquirir capacidad de gestión de la información.
CT6. Adquirir la capacidad para la resolución de problemas.
CT8. Adquirir la capacidad de trabajo autónomo o en equipo.
CT9. Adquirir habilidades en las relaciones interpersonales.
CT10. Adquirir capacidad para el aprendizaje autónomo.
CT11. Adquirir la capacidad para adaptarse a nuevas situaciones.
CT12. Demostrar creatividad e iniciativa y espíritu emprendedor.
CT13. Demostrar motivación por la calidad en el desarrollo de sus actividades.
CT14. Adquirir sensibilidad hacia temas medioambientales.
Específicas
CE4. Comprender, expresar y aplicar conceptos ligados a la formación y estructura de la materia cristalina y de los minerales.
CE5. Comprender la estructura de la Tierra y los procesos geológicos externos e internos que se dan en ella, contextualizándolos en una escala de tiempo geológico.
CE6. Conocer los elementos que integran un sistema informático su funcionamiento y manejo.
CE7. Visualizar cuerpos geométricos en el espacio, expresándolos en diferentes sistemas de representación gráfica, tanto manualmente como empleando equipos informáticos.
CE8. Conocer y aplicar las técnicas de Topografía y Fotogrametría empleadas en Ingeniería del Terreno.
CE9. Comprender los procesos de formación y secuenciación de materiales geológicos en ambientes sedimentarios, aplicando técnicas específicas para su caracterización espacial, así como técnicas de datación bioestratigráficas y cronoestratigráficas.
CE10. Analizar los procesos tectónicos que implican la formación de estructuras geológicas y los procesos que modelan la superficie terrestre.
CE11. Analizar e interpretar información contenida en mapas geológicos y aplicar técnicas para la realización de cartografía geológica y temática.
CE12. Conocer los principales mecanismos de formación de materiales geológicos y su clasificación sistemática y propiedades, empleando técnicas cuantitativas y cualitativas para su determinación.

ACTIVIDADES DOCENTES

Clases teóricas
* Exposición y explicación por parte del profesor del contenido de los diferentes temas, utilizando los medios audiovisuales que considere adecuados.
Seminarios
* Reconocimiento de visu de los minerales más minerales en las aulas del departamento.
* Explicación de cuestiones complementarias a los temas tratados en las clases teóricas, de forma que ayude al alumno a asimilar y fijar los contenidos de las clases teóricas.
* Proyección de vídeos explicativos, y debates sobre cuestiones relacionadas con los contenidos teóricos.
* Corrección de ejercicios y cuestiones complementarias a los temas tratados en las clases teóricas y que el alumno ha trabajado, previamente, de forma individual.


Clases prácticas
* Ejercicios prácticos que complementen y ayuden a fijar ideas sobre los temas tratados en las clases teóricas
* Estudio del comportamiento óptico de la materia cristalina, así como de las propiedades ópticas de los minerales mas importantes mediante microscopía óptica, en los laboratorios de óptica del Departamento.
* Realización de ejercicios Identificación de minerales mediante difracción de Rayos X, así como de diagramas de estabilidad mineral: diagramas de fase.

Presenciales

90

No presenciales

135

Semestre

2

Breve descriptor:

Estado cristalino. Estructura cristaloquímica y propiedades de los minerales. Mineralogénesis. Mineralogía descriptiva. Mineralogía determinativa. Mineralogía aplicada.

Objetivos

Conocer las características estructurales de la materia cristalina y las respuestas de ésta a los cambios físicos y químicos.
Conocer los conceptos básicos de génesis mineral y las técnicas más comunes de identificación de los minerales.
Conocer los ambientes de formación de los minerales, los criterios de clasificación mineral y los grupos minerales más importantes.
Conocer y aplicar las técnicas más comunes de identificación mineral.
Conocer las aplicaciones y usos industriales de los minerales más comunes.

Contenido

TEORIA  

BLOQUE I: CRISTALOGRAFÍA

1. Cristales y Minerales. Cristalografía y Mineralogía: interrelación y desarrollo histórico. La Cristalografía como ciencia interdisciplinaria.

2. Características macroscópicas de los cristales. Cristales y materia cristalina. Homogeneidad. Anisotropía. Simetría. Habito cristalino. Evidencia experimental de la existencia de la periodicidad. Necesidad de modelizar el medio cristalino.

3. Teoría de las Redes Cristalinas. Redes Mono, Bi y Tridimensionales. Vectores de traslación. Celda Unidad. Filas y planos. Índices de Miller. Espaciado. Volumen y multiplicidad de la celda unidad. Motivo y red.

4. Operaciones y operadores de simetría: Traslación, Inversión, Reflexión y Rotación. Simetría puntual y simetría espacial. Limitación en el orden de los ejes de rotación.

5. Simetría de las Redes Cristalinas. Los cinco tipos de redes planas, su simetría y su clasificación. Tipos de redes tridimensionales: las 14 redes de Bravais. Simetría contenida en las redes tridimensionales. Clasificación de las redes por su simetría: los Sistemas Cristalinos.

6. Grupos puntuales. Elementos de simetría en figuras finitas. Grupos puntuales bidimensionales. Grupos puntuales tridimensionales. Descripción y representación de los grupos puntuales. Combinación de elementos de simetría. Las 32 Clases Cristalinas.

7. Los 230 grupos de simetría espacial. Método de deducción de los grupos espaciales: planos y tridimensionales. Símbolos de los grupos espaciales. Los grupos espaciales en las tablas internacionales de la cristalografía de rayos X.

8. Geometría del poliedro cristalino. Forma externa de los cristales, aproximación histórica. Relación entre la forma de los cristales y los elementos reticulares. Leyes básicas de la cristalografía geométrica: Ley de Steno. Ley de Hauy. Leyes de Bravais. Sistemas cristalinos y cruz axial. Relación paramétrica. Indexación de caras. Formas cristalinas.

9. La representación gráfica de los cristales. Proyección esférica. Proyección estereográfica. Proyección de estructuras.

10. Cristaloquímica: Reglas de Pauling. Número de Coordinación. Empaquetados y estructuras de coordinación. Estructuras modelo. Polimorfismo,

11. Crecimiento cristalino. Tipos de nucleación. Mecanismos de crecimiento cristalino. Técnicas de crecimiento de cristales. Defectos cristalinos.

12. Óptica cristalina. Naturaleza de la luz. Luz rayo y ondas. El espectro visible. Características generales de las ondas luminosas. Interferencias de la luz. Fenómenos luminosos en medios isótropos. Angulo limite y reflexión total. Dispersión.

13. Fenómenos luminosos en medios ópticamente anisótropos. Doble refracción y birrefringencia. Superficie de rayos, de ondas y de índices. Indicatriz óptica de los cristales uniáxicos y biáxicos. Orientación de la indicatriz óptica en los distintos sistemas cristalográficos.

14. Observaciones de láminas delgadas. Luz paralela y un solo polarizador. Relieve, color y pleocroísmo. Métodos de determinación de índices de refracción. Luz paralela y polarizadores cruzados. Extinción. Retardo, color de interferencia. Carta de Michel-Levy. Compensadores. Elongación.


BLOQUE II: MINERALOGÍA DE SILICATOS  

1. Importancia e interés de los minerales. Conceptos generales. Clasificación. Importancia económica. Mineral industrial y mena. Nuevas tendencias en el uso de los minerales. Aspectos generales sobre la formación de minerales y sus concentraciones.

2. Clasificación estructural de silicatos.

3. TECTOSILICATOS. Características generales y clasificación. Grupo de la sílice. El sistema SiO2: relaciones de estabilidad. El polimorfismo del SiO2. Variedades criptocristalinas de la sílice. Grupo de los feldespatos. Clasificación, estructura y composición química. Feldespatos alcalinos: el sistema albita-ortosa. Fenómenos de orden-desorden Si-Al y texturas de exolución. Plagioclasas: el sistema albita-anortita. Grupo de los feldespatoides. Grupo de las zeolitas: estructura, composición química y clasificación. Propiedades físicas-usos industriales.

4. FILOSILICATOS. Características generales. Estructuras básicas: plano, capa, lámina, unidad estructural. Politipismo. Clasificación. Propiedades físico-químicas. Filosilicatos 1:1: Grupo de la caolinita. Propiedades y usos. Grupo de la serpentina. Filosilicatos de tipo 2:1: Pirofilita. Talco. Propiedades y usos. Grupos de las micas y de la illita. Esmectitas. Propiedades y usos de las Bentonitas. Vermiculitas. Filosilicatos 2:1:1. Cloritas. Cristaloquímica. Definición de arcilla. Arcillas comunes propiedades y usos. Minerales fibrosos de la arcilla: sepiolita y palygorskita. Propiedades físico-químicas y usos.

5. CICLOSILICATOS. Características generales. Berilo: estructura, propiedades y aplicaciones. Grupo de la turmalina: cristaloquímica, propiedades y usos. Cordierita

6. INOSILICATOS. Características generales. Piroxenos. Cristaloquímica y propiedades físicas. Clasificación y nomenclatura. Soluciones sólidas. Piroxenoides. Anfíboles. Cristaloquímica y propiedades físicas. Clasificación y nomenclatura. Soluciones sólidas. Los asbestos

7. SOROSILICATOS. Características generales. Grupo de la epidota: Hemimorfita.

8. NESOSILICATOS. Características generales. Grupo del olivino. Transformación olivino-espinela. Grupo de los nesosilicatos alumínicos. Polimorfismo del Al2SiO5. Diagramas de fase y estabilidad. Implicaciones petrogenéticas. Usos de los nesosilicatos aluminicos. Grupo de los granates. Propiedades y usos. Otros nesosilicatos: Estaurolita, cloritoide topacio, zircón y titanita.


BLOQUE III: MINERALOGÍA DE NO SILICATOS

1. ELEMENTOS NATIVOS. Características generales. Metales nativos. Grupo del oro. Semimetales nativos. No metales nativos: azufre, carbono. Polimorfismo grafito-diamante. Propiedades y usos.

2. SULFUROS Y COMPUESTOS AFINES. Ciclo geoquímico del S. Criterios de clasificación. Sulfuros metálicos. Características generales. Asociación Ni-Co-Fe: grupo de la pirrotina, grupo de la pirita, grupo de la marcasita. Asociación Mo-W-Sn: molibdenita. Asociación Zn-Cu-Pb: grupo de la esfalerita, grupo de la calcopirita, grupo de la calcosina, grupo de la galena. Asociación Ag-Au-Hg: cinabrio. Sulfuros semimetálicos: estibina. Sulfosales.

3. ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS. Características generales. Criterios de clasificación. Óxidos con relación metal/oxígeno>1: cuprita. Óxidos con relación metal/oxígeno=2/3: Grupo del corindón. Perovskitas. Óxidos con relación metal/oxígeno=3/4: grupo de las espinelas. Cromitas. Óxidos con relación metal/oxígeno=1/2: casiterita rutilo e ilmenita. Hidróxidos: brucita, gibbsita, oxi-hidróxidos de Fe y Al. Aplicaciones de óxidos e hidróxidos: Pigmentos, Ocres y minerales retardantes de fuego.

4. HALOGENUROS. Características generales. Cloruros: grupo de la halita. Sales potásicas. Fluoruros: fluorita. Usos e Importancia económica.

5. SULFATOS, CROMATOS Y WOLFRAMATOS. Características generales. Sulfatos anhidros e hidratados. Barita. Celestina. Grupo de la anhidrita. Grupo del Yeso. Comportamiento térmico y tipos comerciales de CaSO4. Sulfatos sódicos. Usos. Alunita. Wolframatos. wolframita y scheelita.

6. CARBONATOS. Características generales. Tipos estructurales. Soluciones sólidas. Carbonatos trigonales. Grupo de la calcita. Grupo de la dolomita. Importancia medioambiental de los carbonatosUsos del CaCO3. Usos de la Magnesita. Usos de la dolomita. Carbonatos rómbicos. Grupo del aragonito. Carbonatos sódicos. Carbonatos anhidros con aniones adicionales: azurita y malaquita.

7. FOSFATOS, ARSENIATOS, VANADATOS Y BORATOS. Características generales. Nitratos. Usos.

8. MINERALES DEL GRUPO DE LAS TIERRAS RARAS.

PRACTICAS

Práctica 1: Simetría. Operadores de Simetría
Práctica 2: Periodicidad y Grupos Puntuales Planos
Práctica 3: Los 32 Clases Puntuales de Simetría
Práctica 4: Grupos Espaciales y Proyección de Estructuras
Practicas 5 a 10: Reconocimiento de propiedades de minerales. Observación de minerales con el microscopio petrográfico y mediante difracción de rayos-X.

SEMINARIOS

Proyección de vídeos explicativos, y debates sobre cuestiones relacionadas con los contenidos teóricos. Impacto ambiental de las explotaciones mineras.
Corrección de ejercicios y cuestiones complementarias a los temas tratados en las clases teóricas y que el alumno ha trabajado, previamente, de forma individual.
Reconocimiento de "visu" de minerales. Resolución de casos prácticos.

 

 

Evaluación

Convocatoria Ordinaria:

Para poder realizar la evaluación continua será obligatoria la asistencia al menos a un 80% de las clases teóricas, prácticas y seminarios y realizar las actividades prácticas propuestas. Los alumnos que no se sometan a la evaluación continua se tendrán que presentar, necesariamente, al examen final de la asignatura completa.

Cualquier alumno que asista a más del 30 % de las prácticas o seminarios, o se presente a alguno de los exámenes parciales, estará aceptando la evaluación continua. Lo que quiere decir que no podrá constar como “No Presentado” en la calificación final.

Se harán tres pruebas escritas al final de los bloques I, II y III, y de sus prácticas y un examen final al que se tendrán que presentar los estudiantes que no hayan superado todas o alguna de las pruebas parciales de teoría o prácticas.

Al examen final se podrán presentar también aquellos alumnos que quieran mejorar la nota obtenida en los exámenes parciales.

La asignatura se podrá aprobar por parciales. La nota final será la media de las calificaciones de los parciales y de las prácticas, siempre y cuando en ninguno de ellos se obtenga una calificación inferior a 4 y la media de todos ellos sea igual o superior a 5. Es decir, hay que aprobar (o sacar una nota igual o superior a 4) tanto en teoría como prácticas para poder hacer media y aprobar la asignatura.

Convocatoria Extraordinaria:

Para la Convocatoria Extraordinaria no se guardarán las calificaciones de la parte que se hubiese aprobado (teoría o prácticas) en la convocatoria Ordinaria. El examen de la Convocatoria Extraordinario será de la totalidad de la parte teórica y de las prácticas. No se podrán hacer medias si en cualquiera de los bloques (teoría o prácticas) se saca una calificación inferior a 4.

Bibliografía

* Bloss, F.D. (1994) Crystallography and Crystal Chemistry. Mineralogical Society of America, Washington DC.
* Carretero, I. y Pozo, M. (2007) Mineralogía Aplicada. Salud y Medio Ambiente. Thomson. 406 pp.
* Chang, L. L. Y. (2001) Industrial Mineralogy: materials, processes and uses. Prentice-Hall, New Jersey, 472 pp.
* Dyar, M.D. y Gunter, M:E. (2008) Mineralogy and Optical Mineralogy. Mineralogical Society of America. . USA. 708 pp.
* Harben, P. W. y Kuzvart, M. (1997) Industrial Minerals. A Global Geology. London: International Minerals Information, 462 pp.
* Klein, C.S. y Hurlbut, C. S. Jr. (1998) Manual de Mineralogía. Cuarta edición. Tomos I y II, Editorial Reverté. S.A.
* Klein, C. y Philpotts, A. (2013) Earth Materials. Introduction to Mineralogy and Petrology. Cambridge University Press. 533 pp.
* Mackenzie, W.S. y Adams, A.E. (1997) Atlas en color de rocas y minerales en lámina delgada. Masson. 239 pp.
* Nesse, W.D. Introduction to Optical Mineralogy. Oxford University Press, Nueva York. 1991
* Nesse, W. D. Introduction to Mineralogy. Oxford University Press, 2000.
* Perkins, D. Mineralogy. Ed. Prentice Hall. 1998.
* Putnis, A. (1992) Introduction to Mineral Sciences. Cambridge University Press. Cambridge.
* Wenk, H-R. y Bulakh, A. (2004) Minerals. Their constitution and Origin. Cambridge University Press ,646 pp.

Estructura

MódulosMaterias
BÁSICOGEOLOGÍA

Grupos

Clases Teoría
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo A clases teoría05/09/2024 - 05/12/2024MARTES 15:00 - 16:003207EMILIA GARCIA ROMERO
MIÉRCOLES 15:30 - 16:303207EMILIA GARCIA ROMERO
16/01/2025 - 25/04/2025MARTES 15:00 - 16:003208EMILIA GARCIA ROMERO
MIÉRCOLES 15:00 - 16:003208EMILIA GARCIA ROMERO


Prácticas de Laboratorio
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo A1 Prácticas Laboratorio05/09/2024 - 05/12/2024MARTES 12:00 - 14:00-EMILIA GARCIA ROMERO
MARIA ELENA CRESPO FEO
16/01/2025 - 25/04/2025MARTES 12:00 - 14:00-EMILIA GARCIA ROMERO
MARIA ELENA CRESPO FEO
Grupo A2 Prácticas Laboratorio05/09/2024 - 05/12/2024MARTES 18:30 - 20:30-CARLOS PEREZ GARRIDO
EMILIA GARCIA ROMERO
16/01/2025 - 25/04/2025MARTES 17:00 - 19:00-CARLOS PEREZ GARRIDO
EMILIA GARCIA ROMERO


Seminario
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo As1 Seminario - - -EMILIA GARCIA ROMERO
MARIA ELENA CRESPO FEO
Grupo As2 Seminario - - -CARLOS PEREZ GARRIDO
EMILIA GARCIA ROMERO