CRISTALOGRAFÍA Y MINERALOGÍA

MINERALOGÍA

MINERALES La mineralogía es la ciencia que se encarga del estudio de los minerales. Un mineral es una sustancia inorgánica, sólida, natural, con estructura cristalina y composición química definida. Un mineral cualquiera queda definido por su estructura cristalina y su composición química. CLASIFICACIÓN MINERAL Actualmente se conocen más de 4.000 minerales y se clasifican según su estructura cristalina y su composición química. La clasificación más utilizada se debe a K. H. Struntz (1941), adaptada en 2004 por la Asociación Internacional Mineralógica. La última edición (la 10ª) contiene 10 clases, a diferencia de las anteriores, que contenían 9 (ahora los boratos forman clase aparte de carbonatos y nitratos). Las clases de minerales son: 01. Elementos: corresponde a la antigua categoría de elementos nativos. Incluye: metales puros, aleaciones de metales, metaloides, carburos, siliciuros, nitruros y fosfuros. Oro, plata, azufre, cobre, diamante, grafito,... 02. Sulfuros y sulfosales: formados por la unión de metales con azufre. Galena (PbS), pirita (FeS 2 ),... 03. Haluros: unión de halógenos con otros elementos. Halita (NaCl), silvina (KCl), fluorita (CaF 2 ), carnalita (KMgCl 3 )·6H2O,... 04. Óxidos e hidróxidos: unión de metales con oxígeno (óxidos) o con iones hidróxidos (-OH) (hidróxidos). Corindón (Al 2 O 3 ), hematites (Fe 2 O 3 ), magnetita (Fe 3 O 4 ), goethita [FeO(OH)],... 05. Carbonatos y nitratos: unión de cationes con los aniones (CO 3 ) 2- y (NO 3 ) - , respectivamente. Calcita (CaCO 3 ), dolomita [CaMg(CO 3 ) 2 ], nitratina (NaNO 3 ),... 06. Boratos: unión de cationes con el anión (BO 3 ) 3- . Bórax (Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O). 07. Sulfatos, wolframatos, molibdatos y cromatos: unión de cationes con los aniones (SO 4 ) 2- , (WO 4 ) 2- , (MoO 4 ) 2- y (CrO 4 ) 2- , respectivamente. Yeso (CaSO 4 ·2H 2 O), baritina (BaSO 4 ),... 08. Fosfatos, arseniatos y vanadatos: contienen los aniones (PO 4 ) 3- , (AsO 4 ) 3- y (VO 4 ) 3- , respectivamente. Apatito [Ca 5 (PO 4 ) 3 (F,Cl,OH)],... 09. Silicatos: es el más abundante (más del 90% de la corteza). Formados por cationes unidos al anión (SiO 4 ) 4- , que tiene forma de tetraedro. Los silicatos se clasifican según el grado de polimerización de los tetraedros: nesosilicatos, sorosilicatos, ciclosilicatos, inosilicatos, filosilicatos y tectosilicatos. 10. Compuestos orgánicos: no son minerales en sentido estricto, pues son orgánicos. Incluyen sales de ácidos orgánicos, hidrocarburos y otros minerales orgánicos. Ámbar, urea. POLIMORFISMO E ISOMORFISMO Dos minerales son polimorfos si tienen la misma composición química pero diferente estructura: diamante y grafito (C); calcita y aragonito (CaCO 3 ). Dos minerales son isomorfos si tienen diferente composición química pero la misma estructura: halita (NaCl) y galena (PbS). PROPIEDADES DE LOS MINERALES Determinar la composición y estructura de un mineral es difícil. Por ello, para su identificación, se emplean las propiedades físicas: a. Forma (hábito): El hábito se refiere a la forma más común en que se presenta un mineral. Puede corresponder a cristales bien formados o a formas aparentemente no cristalinas. Según las formas básicas de los minerales, se pueden distinguir diferentes hábitos: • Minerales isométricos o cúbicos: en los que el desarrollo es por igual en todos los sentidos (galena, granate) • Alargados en una dirección: puede ser dirección columnar (anfíbol), acicular o en agujas (atacamita) o fibrosa (asbesto). • Alargados en dos direcciones: puede ser tabular (baritina) u hojosa (micas). • Formas intermedias: es el caso del tonel, una forma de transición entre isométrica y alargada (zafiro). • Granulares, con forma de grano. • Lamelares o laminares: se observan cristales formados por placas u hojas algo separables (por ejemplo, el yeso). • Oolíticos: se observan agregados, formados por pequeñas esferas semejantes a huevos de pescado. • Concreciones: se trata de masas formadas por depósitos de mineral sobre un núcleo. • Dendrítico o arborescente: grupos de cristales en forma arborescente, semejante a la de las plantas. • Estalactitas: cristales con forma de conos o cilindros colgantes. b. Brillo o lustre: aspecto del mineral al reflejar la luz. Existen tres grandes tipos de brillo o lustre: • Metálico: mineral opaco a la luz, que tiene el aspecto brillante de un metal, y una raya negra o muy oscura. Por ejemplo, galena, pirita y calcopirita. • Semimetálico: brillo propio de minerales transparentes o semitransparentes. Por ejemplo, argentita. • No metálico: brillo que no tiene aspecto metálico. En general, son de colores claros y transmiten la luz a través de láminas delgadas. Su raya es incolora o de color muy débil. Los minerales de brillo no metálico se pueden agrupar en categorías, siendo las dos primeras las más frecuentes. • Vítreos: tiene el reflejo del vidrio (por ejemplo, cuarzo). • Sedoso: con apariencia de seda (por ejemplo, yeso fibroso, malaquita y serpentina). • Resinoso: tiene el aspecto de la resina (por ejemplo, blenda). • Graso: parece estar cubierto con una delgada capa de aceite (por ejemplo, yeso, malaquita, serpentina). • Adamantino: de reflejo fuerte y brillante por su alto índice de refracción (por ejemplo, minerales transparentes de plomo, como crusita y anglesita). • Nacarado: brillo con el aspecto iridiscente de la perla. Esta característica se observa en superficies de los minerales que se distribuyen paralelas a los planos de exfoliación (por ejemplo, apofilita en el plano basal). c. Color: es una de las principales propiedades ya que es la más fácilmente observable. Sirve como un criterio distintivo ya que muchos minerales poseen un color característico; a los que tienen color constante se les llaman idiocromáticos, y a los que tienen colores que varían mucho se les llaman alocromáticos, en el caso de esos últimos las variaciones se deben a la presencia de pigmentos, inclusiones y otras impurezas. c. Raya: es el color del polvo fino de un mineral que, aunque varíe, suele ser constante. Se determina por corte, limado o rasguño; sin embargo, el método corriente y más satisfactorio es frotar el mineral sobre una pieza de porcelana blanca sin brillo. La facilidad o dificultad con que se puede obtener ésta, con la lámina, es índice de la dureza del mineral; por eso la lámina de porcelana no puede ser empleada con minerales de una dureza de siete o más, pues estos minerales son más duros que la lámina. d. Índices de refracción y birrefringencia: propiedades de la luz cuando atraviesa láminas delgadas de minerales vistas al microscopio petrográfico. e. Dureza: resistencia de un mineral a ser rayado. La dureza se mide de acuerdo con la escala de Mohs, en la que se ordenan de menor a mayor los índices de dureza de diez minerales según su capacidad de rayar al precedente y ser rayado por el siguiente. f. Exfoliación y fractura: si al aplicar la fuerza necesaria un mineral se rompe dejando dos superficies planas, se dice que posee exfoliación, es decir, la propiedad de partirse en direcciones preferentes. No todos los minerales la presentan y sólo un pequeño porcentaje la muestra en un grado eminente. Los que no la tienen, suelen presentar fractura. La exfoliación también se puede determinar observando el contorno superficial de las muestras. La calcita, por ejemplo, tiene una exfoliación romboédrica perfecta. g. Peso específico: el peso específico se indica con una G y corresponde al número que expresa la relación entre el peso (del mineral) y el peso del mismo volumen de agua a 4 ºC. Es difícil de medir, pero se puede hacer una apreciación subjetiva. h. Otras propiedades: magnetismo, sabor, tacto, solubilidad, respuesta ante ácidos, etc.

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