Los minerales, conceptos bsicos ypropiedades

1. Introduccin

Desde comienzos del siglo XX se sabe que los tomos o iones que forman losminerales estn ordenados tridimensionalmente de forma periodica. Los materiales conestructura interna ordenada se denominan "cristales".Von Lae, en 1912, demostr laexistencia de un orden interno en los cristales, pues consigui difractar los rayos Xutilizando los tomos de un cristal como red de difraccin. Para que la difraccin seaposible es necesario que los tomos o iones de los cristales esten ordenados y que laproximidad entre dos elementos sea lo suficientemente pequea para que puedanoriginar interferencias con los rayos X. Como estos tienen longitudes de onda del ordende 10-10 m, la distancia entre los tomos en una red debe de ser de un orden parecido oligeramente mayor. Adems se puede demostrar que el medio cristalino es peridico(los espaciados entre nodos, segn direcciones distintas son siempre iguales), eshomogneo (una red es un conjunto homogneo de nudos), es anistropo (la distanciaentre un nudo y los vecinos no es constante, depende de la direccin en que se mida.Esto conlleva que las propiedades fsicas de muchos minerales varien en funcin de ladireccin en que se midan) y es simtrico (simetra = repeticin).

2. Definicin de mineralUn mineral puede ser definido como un slido homogneo, inorgnico, de origen

natural, con una estructura interna definida y peridica, y con una composicin qumicadefinida. Veamos en detalle las implicaciones de esta definicin:

Slido homogneo porque consta de una nica sustancia slida. Estnexcluidos todos los lquidos y gases, pero todas las sustancias que se comportancomo minerales se denominan mineraloides.

Inorgnico, Normalmente se forma mediante un proceso inorgnico. Hayunos pocos compuestos producidos orgnicamente que se incluyen en ladefinicin de mineral.

De orige natural, porque se forman por procesos naturales aunqueactualmente hay sustancias sintetizadas en el laboratorio.

Estructura interna definida y peridica significa que existe un entramadode tomos ordenados segn un modelo atmico regular. Es por tanto un slidocristalino.

Composicin qumica definida, es decir, que puede expresarse medianteuna frmula qumica especfica. De un mineral a otro puede variar algn catin oanin pero siempre dentro de unos lmites marcados.

Hasta el el da de hoy han sido descritas unas 2000 especies qumicas naturalesdistintas (i.e. minerales). De ellas, slo unas 200 son medianamente abundantes, estandoel 99% de la corteza formada slo por unos doce minerales.

La periodicidad tridimensional de los tomos que constituyen un mineralproporcionan a stos una estructura cristalina organizada, que se traduce en el exterioren caras planas (si bien rara vez llegan a definir poliedros perfectos). La ordenacin dela red cristalina es fija y constante para cada especie mineral, es decir, todos losminerales tienen una perfecta estructura interna aunque no presenten caras cristalinas(Mineral Masivo), excepto los minerales amorfos (p.ej., el palo).

3. La CristalografaEl estudio de los slidos cristalinos y las leyes que gobiernan su crecimiento,

forma externa y estructura interna, se denomina cristalografa.Los minerales poseen un orden interno tridimensional de largo alcance, es decir,

una estructura interna caracterstica. As, La estructura externa se refiere a lamorfologa de los cristales y est ntimamente ligada al orden interno.

Los cristales se forman a partir de disoluciones, fundidos y vapores. En estosestados los tomos estn desordenados, pero al cambiar la temperatura, presin yconcentracin alcanzan una disposicin ordenada. Estos cambios de estado se producenen un espacio abierto, tal como una cavidad en una formacin de rocas y esto lespermite crecer.

Consideramos estructura cristalina de un mineral a la repeticin de un grupo detomos (motivo) sobre una distribucin peridica de puntos en el espacio (red). La redsufre traslacin y el motivo tiene una simetra que puede reflejarse en la estructuraexterna. Para observar la simetra de un motivo nos ayudamos de elementos de simetratales como los ejes de rotacin, los planos de simetra y los centros de simetra. Losprocesos que dan lugar estos elementos: rotacin, reflexin e inversin respectivamente,se denominan operaciones de simetra. La combinacin de los elementos de simetra dalugar a 32 clases de cristales con una simetra caracterstica.

Para describir los cristales necesitamos referir la simetra interna a una serie detres ejes cristalogrficos que se toman paralelos a las aristas de interseccin de las carascristalinas. Se denominan con las letras a, b y c y los ngulos que forman los extremospositivos se designan con ,,.

En funcin de estas direcciones y ngulos axiales existen 6 sistemas cristalinos:triclnico, monoclnico, ortorrmbico, tetragonal, hexagonal e isomtrico. Pero cuandonos referimos al orden interno, tenemos 14 redes tridimensionales llamadas redes deBravais.

3.1. Isoestructuralismo.Cuando en los cristales los centros de los tomos constituyentes ocupan

geomtricamente posiciones similares, independientemente del tamao de lostomos o de las dimensiones de las estructuras, hablamos de isoestructuralismo.

Es muy importante el concepto de grupo isoestructural, es decir, un grupode minerales relacionados entre s por estructuras anlogas, que tienen un anincomn y que, normalmente, presentan una gran sustitucin inica. Algunos

ejemplos son: aragonito CaCO3; estroncianita SrCO3; cerusita PbCO3; witherita baco3.

3.2. PolimorfismoLa habilidad de una sustancia qumica especfica para cristalizar en ms de

un tipo de estructura (en funcin de los cambios de temperatura y presin)sedenomina polimorfismo.

Llamaremos formas polimorfas a las diversas estructuras de tal elementoqumico o compuesto. En el cambio de una forma a otra distinguimos tresmecanismos: reconstructivo, desplazamiento y orden-desorden. Las diferentesdistribuciones estructurales se deben a que unas configuraciones poseen mayoreso menores energas internas. Algunos ejemplos conocidos son: para el C, eldiamante y el grafito ; para el fes2, pirita y marcasita , etc.

3.3. PolitipismoEl politipismo es una variedad del polimorfismo que tiene lugar cuando dos

polimorfos difieren slo en el apilamiento de lminas o capas idnticas de dosdimensiones. Es una caracterstica del SiC , ZnS , de las micas y otros silicatos laminares.

3.4. Minerales metamcticos

Los minerales metamcticos originariamente son slidos cristalinos, perosu estructura fue destruida en mayor o menor grado por la radiacin de elementosradiactivos presentes en su estructura original. Estos minerales son radiactivos y ladestruccin de la estructura peridica se debe al bombardeo de partculas alfaemitidas por uranio o torio. El zircn es un ejemplo de estos minerales quepresentan torio y uranio.

3.5. Mineraloides

Son slidos naturales, no cristalinos, clasificados como amorfos. Losminerales amorfos incluyen geles de minerales y vidrios.

Los geles se forman usualmente en condiciones de baja temperatura ypresin y se originan a la intemperie. Ejemplos conocidos son la limonita y elalofn .

La estructura de un vidrio rico en silicio, posee un orden de corto alcance,pero carece de orden de largo alcance.

3.6. Pseudomorfismo

La existencia de un mineral con la forma cristalina externa de otra especiemineral se denomina pseudomorfismo. Es decir, se altera la estructura interna ola composicin qumica del mineral, pero la forma externa prevalece. Por ejemplola pirita puede convertirse en limonita conservando su aspecto externo. Elpseudomorfismo se puede dar por sustitucin, incrustacin y alteracin.

3.7. Complejidades y defectos estructurales

Suponamos que un mineral est formado por una distribucin repetitiva,tridimensional y ordenada pero, los estudios por difraccin de rayos X,demuestran que en las estructuras tridimensionales son comunes los defectosestructurales a escala atmica. Estas imperfecciones afectan a las propiedadesbsicas de los cristales, tales como la resistencia mecnica, conductividad,deformacin y color. Las imperfecciones de las estructuras cristalinas se clasificande acuerdo con su geometra en defectos puntuales, defectos lineales y defectosplanarios.

3.8. Maclas

Cuanto ms perfecta es la distribucin atmica peridica de un cristal menores su energa interna. El maclado es una desviacin de la perfeccin y, por tanto,la energa interna de una macla debe ser ligeramente mayor que la de un cristalperfecto no-maclado.

Bajo ciertas condiciones, dos o ms cristales pueden dar lugar a uncrecimiento entrelazado, simtrico y racional. Este intercrecimiento controladoconstituye una macla. Una macla comprende dos o ms cristales maclados.

Los mecanismos de formacin de maclas son tratados en funcin de lasmaclas de crecimiento, maclas de transformacin y maclas de deslizamiento odeformacin.

4. Tcnicas de estudio de mineralesLos mtodos de estudio de los minerales se pueden agrupar en:

(1) Mtodos pticos. Se estudia la luz reflejada (minerales opacos) o transmitida(minerales transparentes) por los minerales en un microscopio, esto permite identificar alos mismos, ya que cada especie mineral tienen unas caractersticas pticas propias. Laspropiedades pticas ms utilizadas en el estudio de los minerales son; la refraccin, labirrefraccin, la polarizacin rotatoria, y el pleocroismo.

(2) Mtodos qumicos, mediante los cuales se analiza la composicin qumica decada mineral, estos anlisis se realizan determinando los componentes de los mineralesmediante disoluciones, reacciones con cidos, coloracin de una llama, espectroscopa,etc.

(3) Mtodos fsicos. Tambin se puede determinar el tipo de mineral a partir de lascaractersticas de su red y dimensiones de su retculo, estos se realiza mediante ladifraccin de rayos X. Tambin es posible por medio del anlisis de las radiacionesemitidas o reflejadas por el mineral cuando es excitado, determinar su composicin deforma muy precisa, p.ej. mediante la utilizacin de la fluorescencia de rayos X, etc.

La composicin qumica de la mayora de los minerales es muy variable en lo quese refiere a sus constituyentes elementales. sto es debido a la sustitucin entre s dedos o ms especies qumicas en una posicin atmica especfica de la estructura delmineral. Algunos ejemplos como la sustitucin de Mg2+ por Fe2+ en posicionesoctadricas o la del Al3+por Si4+ en posiciones tetradricas de las estructuras, nos dan

una idea de que la composicin qumica de un mineral especfico puede ser altamentevariable. Para conocer estos procesos y la composicin de los minerales hacemos uso detcnicas qumicas analticas.

Podramos deducir hipotticamente la geometra de las redes cristalinasbasndonos en la exfoliacin, las propiedades pticas y la forma externa de los cristales.Sin embargo, los rayos X nos han permitido medir la distancia entre planos sucesivosde un cristal, determinar la posicin de los tomos o iones del mismo, pudiendodeterminar estructuras cristalinas.

4.1. Tcnicas Qumicas AnalticasExiste una gran variedad de tcnicas analticas para al anlisis qumico de

minerales. Las ms antiguas son tcnicas analticas hmedas tales como lacolorimetra, el anlisis volumtrico y el anlisis gravimtrico. Las ms recientes ypor tanto las ms utilizadas actualmente son tcnicas instrumentales tales como laespectroscopa de absorcin atmica, fluorescencia de rayos X, microanlisis desonda electrnica y espectroscopa de emisin ptica, cada una con sus propiosrequisitos de preparacin de muestras e intervalos de errores bien establecidos.

Se pueden hacer anlisis qumicos cualitativos y cuantitativos, ayudando elprimero a obtener mtodos apropiados para el segundo.

Actualmente es corriente combinar mtodos instrumentales con tcnicasanalticas hmedas.

4.1.1. Anlisis qumico hmedoLas tcnicas analticas hmedas permiten la determinacin cuantitativa de

diversos estados de oxidacin de cationes y el contenido en H2O de los mineraleshidratados.

La muestra debe ser soluble para lo que necesitamos fundir la muestra queha sido atacada con un cido (HCl, H2SO4, HF). Una vez que tenemos la mezclaen disolucin, buscamos el procedimiento adecuado, colorimtrico, volumtrico ogravimtrico, para determinar los elementos. Los mtodos gravimtricos yvolumtricos se utilizan para concentraciones de bajo % hasta 100% y el mtodocolorimtrico para concentraciones de partes por milln hasta bajo %.

En el anlisis gravimtrico se determina por pesada la masa del productoobtenido por precipitacin. Previamente hemos tenido que haber elegido elreactivo apropiado para la precipitacin de un elemento especfico y haberloseparado del resto de la muestra. Finalmente obtenemos el porcentaje en peso delos elementos segn la frmula:

P = w x 100 WDonde:

w: peso del elementoW: peso de la muestra

Los mtodos instrumentales son sensibles a la deteccin de elementospresentes en trazas.

4.1.2. Espectroscopia de absorcin atmicaEste mtodo tambin precisa que la muestra est disuelta antes de

analizarse. La espectroscopia de absorcin atmica (EAA) consta de:

1. Lmpara de ctodo hueco: es la fuente de energa que abarcaradiacin de longitud de onda del orden de 190nm. Cada elemento tiene unespectro caracterstico y se utiliza una fuente de luz con una longitud deonda similar a la del elemento a analizar.

2. Atomizador de llama: lugar donde la muestra es nebulizadamediante un flujo de gas oxidante, mezclando con el gas combustible, y setransporta a una llama donde se produce la atomizacin.

3. Espectrmetro: est formado por un monocromatizador y un tubofotomultiplicador. Detecta la absorcin de la muestra. Analizando elespectro obtenido calculamos la concentracin y cantidad del elemento. Laabsorbancia viene dada por:

A = log (I0 / I)Es necesario calibrar es espectrmetro con una muestra de elementos y

concentracin conocida.

4.1.3. Fluorescencia de rayos XEn esta tcnica la muestra de anlisis es triturada en polvo fino y ste es

comprimido en forma de pldora esfrica con la ayuda de un aglutinante. Lapldora se irradia con los rayos X generados en tubo de rayos X de alta intensidad.La energa de rayos X que se absorbe en la muestra da lugar a la generacin de unespectro de emisin de rayos X caracterstico de cada elemento de la muestra. Enel proceso los electrones se desalojan de las capas ms internas, quedandovacantes que son cubiertas por los electrones de las capas ms externas. Loselectrones estn pasando de niveles altos de energa a niveles menores y comoresultado emiten energa en forma de radiacin X. Este fenmeno de emisin seconoce como fluorescencia de rayos X.

El anlisis cualitativo es sencillo ya que slo hay que identificar lasdiversas lneas espectrales observadas. El anlisis cuantitativo es ms complicadoporque debe compararse cada intensidad de rayos X con la composicin conocidade una muestra estndar.

4.1.4. Microanlisis de sonda electrnicaEl mtodo de microanlisis de sonda electrnica es similar al de

fluorescencia de rayos X, salvo que la fuente de energa es un haz de enfoque finode electrones. Los electrones se enfocan en un haz muy fino a travs de una seriede lentes electromagnticas situadas entre la fuente y la muestra.

Esta tcnica permite el anlisis cualitativo y cuantitativo de un volumenreducido de material, lo que le hace ser un mtodo muy ventajoso.

4.1.5. Anlisis espectrogrfico pticoLa muestra se convierte en polvo fino y se deposita en un electrodo donde es

vaporizada mediante una chispa entre los electrodos. Los tomos son excitados yal volver a su estado fundamental emiten radiacin. Esta se dispersa con unprisma o una red de difraccin y puede fotografiarse o registrarse en forma de unespectro. Cada elemento tiene un espectro caracterstico que se utiliza para suidentificacin en la muestra.

4.2. Propiedades Fsicas

Las propiedades fsicas son el resultado de sus caractersticas qumicas yestructurales. Son propiedades que se pueden determinar mediante ensayos simples enmuestras manuales y por ello son importantes en el reconocimiento rpido de losminerales. Excluimos la forma, la estructura y la simetra cristalina porque se han vistoanteriormente y las que se determinan por rayos X o por mtodos pticos que se vernms adelante.

4.2.1 Hbitos y agregados cristalinos

El hbito es la apariencia o el aspecto caracterstico de un cristal. Esto y laforma en que crecen juntos los cristales en los agregados facilitan el reconocimientodel mineral. Vamos a ver el hbito de los cristales y los agregados.

1. Cuando un cristal consta de cristales aislados y distintos puedeser:

a) Acicular: en cristales delgados como agujasb) Capilar y filiforme: en cristales como cabello o hebras.c) Hojoso: cristales alargados, aplastados como hojas de cuchillo.

2. Cuando un mineral consta de un grupo de cristales distintos:

a) Dendrtico: en ramas divergentes y delgadas (como las plantas)b) Reticulado: agrupacin de cristales delgados en redesc) Divergente o radial: grupos de cristales radiales.d) Drusa: cuando est cubierta por una capa de pequeos cristales.

3. Cuando un mineral consta de grupos radiales o paralelos decristales distintos:

a) Columnar: individuos como columnas robustas.b) Hojoso: un agregado de muchas hojas aplastadas.c) Fibroso: agregados fibrosos delgados, paralelos o radiales.d) Estrellado: individuos radiales que forman grupos concntricos o

estrelladose) Globular: individuos radiales que forman grupos esfricos o

semiesfricosf) Botrioidal: formas globulares se agrupan como racimos de uvas.g) Reniforme: individuos radiales terminados en masas redondas

(riones)h) Mamilar: individuos radiales que forman grandes masas que

parecen mamas.i) Coloforma: trmino que incluye a los tres anteriores.

4. Cuando un mineral est formado por escamas o laminillas:

a) Exfoliable: el mineral se separa fcilmente en placas y hojas.b) Micceo: el mineral puede desintegrarse en hojas pequesimas.

Ej: mica

c) Laminar o tabular: el mineral consta de individuosplanos(placas), superpuestos y adheridos unos a otros.

d) Plumoso: formado por escamas finas como estructura plumosa.

5. Cuando un mineral est formado por granos grandes o pequeosse llama granular.

6. Otros trminos:

a) Estalacttico: el mineral se encuentra en forma de conos ocilindros colgantes.

b) Concntrico: una o ms capas superpuestas alrededor de uncentro comn.

c) Pisoltico: el mineral est formado por masas pequeas comoguisantes.

d) Ooltico: agregado mineral formado por esferas semejantes ahuevas de pescado.

e) En bandas: el mineral aparece en bandas estrechas de diferentescolores o texturas.

f) Masivo o macizo: agregado mineral formado por mineralcompacto con forma irregular.

g) Amigdaloide: cuando el agregado contiene ndulos en forma dealmendra.

h) Geoda: el mineral presenta bandas debido a la deposicinsucesiva del material.

i) Concreciones: masas formadas por deposicin de mineral sobreun ncleo.

Ver dibujos de la pgina siguiente: hbitos y agregados cristalinos

4.2.2. Exfoliacin, particin y fractura.

Son propiedades del slido cristalino que se ponen de manifiesto cuando actasobre l una fuerza externa. La tensin resultante provoca una deformacin en elmineral, es decir, se modifica su estructura interna. La deformacin depende de lafuerza aplicada y del tipo de enlace del mineral.

4.2.2.1. Exfoliacin

La exfoliacin es la tendencia que poseen ciertos minerales a romperseparalelamente a planos atmicos. La exfoliacin se describe por la calidad ydireccin cristalogrfica.

La calidad se expresa como: perfecta, buena, regular y ausente.La direccin se expresa por el nombre o ndices de la forma a la que es

paralela la exfoliacin:

a) Exfoliacin basal: un plano. Ej: moscovita y biotita b) Exfoliacin 90 : dos planos. Ej: feldespato y piroxina .c) Exfoliacin distinta 90 : dos planos. Ej: anfibol

d) Exfoliacin cbica tres planos. Ej: halita y galena .e) Exfoliacin rmbica: tres planos. Ej: calcita .f) Exfoliacin octadrica: cuatro planos. Ej: fluorita .g) Exfoliacin dodecadrica: cinco planos.

La exfoliacin siempre coincide con la simetra. No todos los minerales lapresentan.

4.2.2.2. Particin

Se produce cuando el mineral se rompe a lo largo de planos con debilidadestructural. Se parece a la exfoliacin, pero slo presentan particin aquellosminerales que estn maclados o han sido sometidos a un determinado tipo depresin. Cuando se parten la fractura es irregular en los distintos planos.

4.2.2.3. Fractura

En algunos cristales los enlaces tienen la misma resistencia en todas lasdirecciones. En estos casos la ruptura no sigue una direccin cristalogrficadeterminada. Se dice entonces que el cristal presenta una fractura. Existendiferentes clases de fracturas:

a) Concoidal: la fractura tiene superficies lisas como las de la carainterior de una concha. Ej: vidrio y cuarzo

b) Fibrosa o astillosac) Ganchuda: se rompe segn una superficie irregular, dentada.d) Desigual o irregular: se rompe segn superficies bastas e

irregulares.

4.2.3. DurezaLlamamos dureza a la resistencia que ofrece la superficie lisa de un mineral a

ser rayada. Nos informa de cmo reacciona la estructura cristalina a una tensin sinrotura. Los cristales con enlaces metlicos al ser rayados dan lugar a una ranura osurco. Sin embargo los inicos y covalentes reaccionan con una microfractura. Ladureza depende del tamao inico y la carga. Estructuras con igual estructurainterna, aumentan su dureza al disminuir el tamao inico y aumentar la carga.

La escala de dureza de Mohs nos permite definir la dureza relativa decualquier mineral por comparacin. Vemos ordenados de menor a mayor losminerales que constituyen la escala de Mohs.

1. Talco2. Yeso3. Calcita4. Fluorita5. Apatito

6. Ortosa7. Cuarzo8. Topacio9. Corindn10.

Diamante

Existen una serie de materiales que pueden servir como complemento a laescala citada:

Ua: dureza 2,5

Moneda de Cu: dureza 3,5 Navaja: dureza 5 Vidrio : dureza 5,5 Lima de acero: dureza 6,5

La dureza varia segn la direccin de rayado pero es tan mnima que slo sedetecta con instrumentos muy precisos.

4.2.4. TenacidadLa resistencia que un mineral opone a se roto, molido, doblado o desgarrado, se

conoce con el nombre de tenacidad. Existen distintas clases:

a) Frgil: mineral que fcilmente se rompe o reduce a polvo.Caracterstico de los cristales con enlaces inicos dominantes.

b) Maleable: mineral que puede ser conformado en hojas delgadaspor percusin.

c) Sctil: mineral que puede cortarse en virutas delgadas con uncuchillo.

d) Dctil: mineral al que se puede estirar en forma de hilo.

Las caractersticas a), b), c) se corresponden con cristales con enlacesmetlicos dominantes.

e) Flexible: mineral que puede ser doblado, pero no recupera suforma original al cesar la fuerza. Ej: clorita y talco .

f) Elstico: mineral que es deformado y despus puede recuperar suforma al cesar la presin. Ej: mica

4.2.5. Peso especfico

El peso especfico de un mineral es un nmero que expresa la relacin entre supeso y el peso de un volumen igual de agua a 4C. El peso especfico de un mineralde composicin determinada es constante y por ello es muy importante para laidentificacin de un mineral.

Depende de dos factores:

1) La clase de tomos que componen el cristal,2) La manera en la que se empaquetan los tomos.

En caso de igual empaquetamiento tienen mayor peso especfico los elementoscon mayor peso atmico.

4.2.6. ColorEl color es la propiedad mas fcilmente observable. Para algunos materiales el

color es distintivo, pero otros muchos tienen una gran variedad de tonalidades. Hayuna serie de factores que influyen en el color:

1. La presencia de un elemento especfico de transicin.2. Su estado de oxidacin.3. La intensidad del campo cristalino.

4. La interpretacin del ojo humano.4.2.7. RayaEl color del polvo fino de un mineral se conoce con el nombre de raya o

huella. Aunque el color de un mineral puede variar el de la raya es normalmenteconstante.

4.2.8. BrilloEl brillo es el aspecto de la superficie de un mineral cuando se refleja la luz.

Puede ser de dos tipos, metlico y no metlico. Los minerales con brillo metlicoson generalmente oscuros y opacos a la luz (Ej: galena , pirita y calcopirita ). Y los nometlicos son claros y transmiten la luz. Dentro de este ltimo grupo, tenemos variasclases de brillo:

a) Vtreo: tiene el brillo del vidrio. Ej: cuarzo y turmalina .b) Resinoso: tiene el brillo de la resina. Ej: blenda y azufre .c) Nacarado: tiene el brillo irisado de la perla. Ej: apofilita d) Graso: que parece estar cubierto con una delgada capa de aceite.

Ej: nefelina .e) Sedoso: tiene el brillo de la seda. Ej: malaquita , yeso fibroso .f) Adamantino: tiene un reflejo fuerte y brillante como el diamante.

Ej: cerusita y anglesita. g) Tornasolado: brillos como el papel de tornasol

Algunos minerales tienen unas propiedades especiales que los hacen msdiferenciables: luminiscencia, fluorescencia, fosforescencia, termoluminiscencia ytriboluminiscencia.

4.2.9. LuminiscenciaLa luminiscencia, es la propiedad que tienen algunos minerales de emitir

radiaciones electromagnticas cuando su superficie es excitada por las mismas, esdecir, cuando un mineral emite luz que no es el resultado directo deincandescencia. Este fenmeno se observa en minerales que contienen unos ionesextraos llamados activadores. La luminiscencia es dbil y se aprecia en laoscuridad.

Fluorescencia y fosforescenciaLos minerales que se hacen luminiscentes al ser expuestos a rayos

ultravioletas, rayos X o rayos catdicos son fluorescentes. Ej: fluorita , willemita ,calcita . Los minerales fluorescentes emiten slo mientras son excitados,puediendo ser (foto-luminiscentes, ctodo-luminiscentes, radio-luminiscentes,termo-luminiscentes, tribo-luminiscenntes, p.ej. la fluorita, la calcita, los apatitos,etc.).

Cuando emiten radiaciones un determinado intervalo de tiempo posterior alcese de la excitacin, se dice que el mineral es fosforescente. Ej: pegmatita .

TermoluminiscenciaAlgunos minerales al calentarse a una temperatura de 50-100C emiten luz

visible. Se observa en minerales no metlicos con iones activadores. Ej: calcita ,apatito , escapolita .

Triboluminiscencia.Algunos minerales se hacen luminosos al ser molidos, rayados o rotados.

Suele darse en slidos no metlicos y buena exfoliacin. Ej: fluorita , esfalerita ylepidolita .

4.2.10. Propiedades elctricasLa conductividad elctrica est relacionada con el tipo de enlace. Los

minerales con enlace metlico puro son conductores excelentes. Mientras queaquellos con enlaces parcialmente metlicos son semiconductores. Los mineralesinicos y covalentes son no conductores.

4.2.11. Propiedades magnticas

Existen muy pocos minerales que se comportan como imanes. Estaspropiedades magnticas son resultado de propiedades atmicas de unos pocoselementos.

4.2.12. Propiedades organolpticasEl sabor, que sirve para identificar los minerales solubles (halogenuros y sulfatos

principalmente.El olor, que sirve para identificar determinados minerales que presentan un olor

caracterstico (p.ej., azufre).

5. Clasificacin de los mineralesLa clasificacin mineral se basa en la composicin qumica y en la estructura

interna y ambas representan la esencia del mineral y sus propiedades fsicas. Losminerales se clasifican segn el anin o grupo aninico dominante y se crean subclasessobre la base de la estructura interna.

Los minerales se pueden clasificar, desde un punto de vista geoqumico en lossiguientes grupos:

I. Elementos nativos (p.ej. Au, Pt, Cu, Ag, Bi, Ag, C, S). II. Sulfuros y sulfosales (p.ej. SPb galena, SZn blenda o esfalerita,

CuFeS2 calcopirita, HgS cinabrio, FeS2 pirita,) III. Halogenuros (p.ej. NaCl halita, KCl silvina, Ca2F fluorita) IV. Oxidos e hidrxidos (p.ej. Fe3O4 espinela, Fe2O3 oligisto, Al2O3

corindn, SnO2 casiterita, FeO-Oh goethita, Al-OH bauxita)

V. Nitratos, carbonatos y boratos (p.ej. MgCO3 magnesita, CaCO3calcita, CaMg[CO3]2 dolomita).

VI. Sulfatos, cromatos, molibdatos y volframatos (p.ej. Ca[SO4]*2H2Oyeso, Ca[SO4] anhidrita).

VII. Fosfatos arseniatos y vanadatos.

VII. Silicatos.

Los silicatos comprenden una tercera parte de los minerales conocidos y son losprincipales minerales formadores de rocas (minerales petrogenticos). Las unidadesesenciales de los silicatos son tetraedros formados por cuatro iones O- que rodean a unin de Si+ a la distancia de 1,630,03 A., estando los cinco iones relacionados medianteenlaces covalentes. La conexin de los tetraedros SiO4 entre ello se realiza mediante losvrtices, es decir, mediante los oxgenos, lo que permite establecer seis grupos desilicatos:

(a) Nesosilicatos (neso = isla) formados por tetraedros aislados de SiO4relacionados entre s por otros cationes, p.ej. el olivino SiO4(MgFe)2, la distena yandalucita SiO5Al2, estaurolita SiO5Al2*_Fe(OH)2, granates (Mg,Fe,Mn)3Al2Si3O12.

(b) Sorosilicatos (soro = grupo), formados por dobletes aislados de dos tetraedrosunidos por un oxgeno comn, p.ej. la melilita, la epidota.

(c) Ciclosilicatos (ciclo = anillo) formados por anillos planos y cerrados de tres,cuatro o seis tetraedros unidos por dos oxgenos comunes, p.ej. la turmalina, el berilo yla cordierita.

(d) Inosilicatos (ino = hilo o cadena), formados por cadenas continuasunidimensionales de tetraedros. Pueden ser sencillas o dobles. Los anfboles tienencadenas dobles (p.ej. la hornblenda). Los piroxenos tienen cadenas simples (p.ej. laaugita y el diopsido).

(e) Filosicatos (filo = hoja o lmina), formados por estratos bidimensionalescontinuos de tetraedros unidos por tres vrtices comunes. Todos los vrtices libres delos tetraedros quedan dirigidos en un mismo sentido (carga residual -). Cada estrato seune al siguiente mediante cationes metlicos. La superficie no activa de las capas detetraedros suele unirse a la estructura general mediante enlaces dbiles, (p.ej. las micas -clorita, biotita, moscovita-, las arcillas, etc.).

(f) Tectosilicatos (tecto = armazn). Son armazones tridimensionales continuos detetraedros unidos por cuatro vrtices comunes. Por tanto, no quedan vrtices libres enlos tetraedros. Los cationes que compensan la valencia residual negativa de loscomplejos aninicos, cuando se dan sustituciones de Si4+ por Al3+, se colocan encavidades en el interior del andamiaje), p.ej. SiO2 el cuarzo, K,Na,Ca[Si3O8Al]feldespatos.

De todos estos grupos, los principales minerales formadores de rocas y que sedeben conocer son: el cuarzo, la biotita, la moscovita, el feldespato, las plagioclasas,los piroxenos, los anfboles, el olivino, las arcillas, la calcita, la dolomita, la halita yel yeso.

6. RESUMEN GENERALLos minerales son slidos con una composicin qumica definida y una

composicin atmica ordenada. Ambas caractersticas representan la esencia delmineral y condicionan sus propiedades fsicas. Sobre la base de ellas se clasifican losminerales, es decir, atendiendo al anin o grupo aninico dominante y a la estructurainterna que adoptan. La clasificacin geoqumica resultante es:

1. Elementos nativos.2. Sulfuros y sulfosales3. xidos e hidrxidos4. Haluros5. Carbonatos, nitratos y boratos6. Sulfatos, cromatos, volframatos y molibdatos7. Fosfatos, arseniatos y vanadatos8. Silicatos: - nesosilicatos

- sorosilicatos- ciclosilicatos- inosilicatos- filosilicatos- tectosilicatos

Los principales minerales formadores de rocas y que se deben conocer son: elcuarzo, la biotita, la moscovita, el feldespato, las plagioclasas, los piroxenos, losanfboles, el olivino, las arcillas, la calcita, la dolomita, la halita y el yeso.

Para conocer la composicin de los minerales y los procesos que la transforman,existen una serie de tcnicas analticas de gran importancia: anlisis qumico hmedo,EAA, fluorescencia de rayas X, microanlisis de sonda electrnica y anlisisespectrogrfico ptico.

Finalmente, para reconocer y caracterizar a un mineral tenemos que estudiar suspropiedades fsicas. Las ms importantes y fciles de reconocer son el hbito, laexfoliacin, la particin, la fractura, la dureza, la tenacidad, el peso especfico, el color,la huella y el brillo.

BIBLIOGRAFIA

Cornelis, K., Cornelius, S. Hurlbut, Jr. 4 ed., vol.1, 1996; vol.2, 1998. Revert, S.A.,basado en la obra de J.D.Dana.