MINERALOGIA

La mineralogía es la rama de la geología que estudia las propiedades físicas y químicas de los minerales que se encuentran en el planeta en sus diferentes estados de agregación. Un mineral es un sólido inorgánico de origen natural, que presenta una composición química no fija, además tiene una estructura cristalina. Una observación importante es el caso del mercurio que debido a la disposición de sus átomos es un mineraloide.

El estudio de los minerales lo podemos dividir en 5 grandes grupos:

Mineralogía general: estudia la estructura, cristalografía, y las propiedades de los minerales.

Mineralogía determinativa: aplica las propiedades fisicoquímicas y estructurales a la determinación de las especies minerales.

Mineralogénesis: estudia las condiciones de formación de los minerales, de qué manera se presentan los yacimientos en la naturaleza y las técnicas de explotación.

Mineralogía descriptiva: estudia los minerales y los clasifica sistemáticamente según su estructura y composición.

Mineralogía económica: desarrolla las aplicaciones de la materia mineral; como su utilidad económica, industrial, gemológica, etc.

Por tanto cualquier mineral, por ejemplo el carbono, puede cristalizar en diferentes estructuras, véase cristalografía, mediante el sistema cúbico; en este caso se le denomina diamante, o si cristaliza en el sistema hexagonal, conforma el grafito. Basta su apariencia para reconocer que son dos minerales diferentes, aunque es necesario un estudio más profundo para comprender que poseen la misma composición química.

CRISTALOGRAFIA

La cristalografía es la ciencia que se dedica al estudio y resolución de estructuras cristalinas. La 

mayoría de los minerales adoptan formas cristalinas cuando se forman en condiciones 

favorables. La cristalografía es el estudio del crecimiento, la forma y la geometría de estos 

cristales.

La disposición de los átomos en un cristal puede conocerse por difracción de los rayos X, 

de neutrones o electrones. La química cristalográfica estudia la relación entre la composición 

química, la disposición de los átomos y las fuerzas de enlace entre éstos. Esta relación 

determina propiedades físicas y químicas de los minerales.

Cuando las condiciones son favorables, cada elemento o compuesto químico tiende a 

cristalizarse en una forma definida y característica. Así, la sal tiende a formar cristales cúbicos, 

mientras que el granate, que a veces forma también cubos, se encuentra con más frecuencia 

endodecaedros o triaquisoctaedros. A pesar de sus diferentes formas de cristalización, la sal y 

el granate cristalizan siempre en la misma clase y sistema.

En teoría son posibles treinta y dos clases cristalinas, pero sólo una docena incluye 

prácticamente a todos los minerales comunes y algunas clases nunca se han observado. Estas 

treinta y dos clases se agrupan en seis sistemas cristalinos, caracterizados por la longitud y 

posición de sus ejes. Los minerales de cada sistema comparten algunas características 

de simetría y forma cristalina, así como muchas propiedades ópticas importantes.

La cristalografía es una técnica importante en varias disciplinas científicas, como la química, 

física y biología y tiene numerosas aplicaciones prácticas en medicina, mineralogía y desarrollo 

de nuevos materiales. Por su papel en «hacer frente a desafíos como las enfermedades y los 

problemas ambientales», la UNESCO declaró el 2014 como el Año Internacional de la 

Cristalografía.

Estructuras en estado sólido

• Amorfa

• Cristalina

Estructura Amorfa

• Sus partículas presentan atracciones lo suficientemente fuertes para impedir que la sustancia fluya, obteniendo un sólido rígido y con cierta dureza. 

• —No presentan arreglo interno ordenado sino que sus partículas se agregan al azar. 

• —Al romperse se obtienen formas irregulares 

—Se ablandan dentro de un amplio rango de temperatura y luego funden o se descomponen

Estructura Cristalina

• Presentan un arreglo interno ordenado, basado en minúsculos cristales individuales cada uno con una forma geométrica determinada. 

• —Los cristales se obtienen como consecuencia de la repetición ordenada y constante de las unidades estructurales (átomos, moléculas, iones) 

• —Al romperse se obtienen caras y planos bien definidos. 

• —Presentan puntos de fusión definidos, al calentarlos suficientemente el cambio de fase ocurre de una manera abrupta. 

Sistemas Cristalinos (Redes De Bravais)

                                                                                                                                               

Celda Unitaria

• El cristal individual es llamado celda unitaria, está formado por la repetición de ocho átomos. 

• El cristal se puede representar mediante puntos en los centros de esos átomos. 

Red Cristalina

• Ordenamiento espacial de átomos y moléculas que se repite sistemáticamente hasta formar un Cristal 

Parámetros de Red

• El tamaño y la forma de la celda unitaria se especifica por la longitud de las aristas y los ángulos entre las caras. 

• Cada celda unitaria se caracteriza por seis números llamados Parámetros de Red, Constantes de Red o Ejes Cristalográficos. 

SISTEMA CUBICO

• Sistema cubico Simple

• Sistema cubico  de cuerpo centrado

• Sistema cubico de caras centradas

Sistema Cubico Simple

• Celda Unitaria: Un átomo en cada vértice.

• Un átomo por celda unitaria.

• Numero de Coordinación: 6.

• Es la red mas sencilla.

Sistema Cubico de Cuerpo Centrado

• Celda Unitaria: Un átomo en cada vértice y uno en el medio.

• Se da en todos los metales alcalinos.

• Numero de coordinación: 8

Sistema Cubico de Caras Centradas

• Celda Unitaria: Un átomo en cada vértice, y un átomo en cada cara.

• Numero de Coordinación: 12

SIMETRIA

• Los ejes de simetría se denotan por números, y los ejes de inversión por números con un trazo en la parte superior. 

• Los planos de simetría  se  indican con  la   letra m. un eje de simetría  con un plano normal, se denota como un quebrado, (fracción).

Índices de Miller

Puntos de Red

Direcciones cristalográficas

• Los índices de Miller de las direcciones cristalográficas se utilizan para describir direcciones específicas en la celda unitaria 

• Las direcciones cristalográficas se usan para indicar determinada orientación de un cristal 

• Como las direcciones son vectores, una dirección y su negativa representan la misma línea, pero en direcciones opuestas 

• Una dirección y su múltiplo son iguales, es necesario reducir a enteros mínimos 

Procedimiento para determinar las direcciones cristalográficas:

1.Determinar las coordenadas del punto inicial y final 

2.Restar las coordenadas del final menos el inicial 

3.Eliminar las fracciones o reducir los resultados obtenidos a los enteros mínimos 

4.Encerrar los índices entre corchetes rectos [ ], los signos negativos se representan con una barra horizontal sobre el número 

Familias de direcciones

• Una Familia de direcciones es un grupo de direcciones equivalentes, y se representa entre paréntesis inclinados < > 

Planos cristalográficos

• Un plano es un conjunto de átomos ubicados en un área determinada 

• Los índices de Miller sirven para identificar planos específicos dentro de una estructura cristalina 

• Este sistema sirve para identificar planos de deformación o de deslizamiento 

Procedimiento para identificación de planos: 1.Identificar los puntos en donde el plano cruza los ejes x, y, z. Si el plano pasa por el origen de coordenadas, este se debe mover para poder ubicar una distancia.

2.Determinar los recíprocos de esas intersecciones.

3.Simplificar las fracciones, sin reducir a enteros mínimos.

4.Los tres números del plano se representan entre paréntesis, los negativos se identifican con una línea horizontal sobre el número

MINERALES Y MINAS EN EL PERU, QUE EXTRAEN MINERALES CUBICOS

GALENA (PbS)

• Mina Turmalina (Huancabamba, Piura)

• Mina Quiruvilca (Stgo. de Chuco, La Libertad)

• Mina Mundo Nuevo (Stgo. de Chuco, La Libertad) 

• Mina Pasto Bueno (Pallasca, Ancash) 

Categoría Minerales sulfuros

Clase 2.CD.10 (Strunz)

Fórmula química

PbS

Propiedades físicas

Color Gris plomo, algo menos claro si contiene plata.

Raya Gris plomo

Lustre Metálico en fracturas recientes. Mate en superficies antiguas.

Sistema cristalino

Cúbico

Hábito cristalino

Masivo, fibroso y granular.

Exfoliación Cúbica perfecta

Fractura Subconcoidea

Dureza 2,5-3 Mohs

Peso específico

7,58 g/cm³

Densidad 7,6 g/cm³

Propiedades ópticas

Opaco

Halita NaCl

• Mina Las Salinas (Pisco, Ica)

General

Categoría Minerales haluros

Clase 3.AA.20 (Strunz)

Fórmula química NaCl

Propiedades físicas

Color Blanco, transparente, rosado

Raya Blanca

Lustre Vítreo algo mate

Sistema cristalino Cúbico

Dureza 2,5

Peso específico 2,1–2,2

Densidad 2,165 g/cm³

Índice de refracción

1,544

Propiedades ópticas

Isotrópica

Solubilidad en agua

Magnetismo no

Radioactividad no

MAGNETITA Fe2+(Fe3+)2O4

• Cerro Morritos (Sama, Tacna)

• Pusac y Nuevas Alicias (Apurímac)

• Uchucchacua(Oyon , Lima)

• Marcona (ICA)

General

Categoría Minerales óxidos

Clase 4.BB.05 (Strunz)

Fórmula química Fe2+(Fe3+)2O4

Propiedades físicas

Color Negro

Raya Negra

Lustre Metálico

Transparencia Brillante

Sistema cristalino Isométrico

Exfoliación Imperfecta

Fractura Concoidea a irregular

Dureza 5,5 - 6,5

Tenacidad Quebradiza

Densidad 5,2 (Densidad relativa)

PIRITA FeS2

• Mina Turmalina (Huancabamba, Piura)

• Mina Mundo Nuevo , Quiruvilca (Stgo. de Chuco, La Libertad) 

• Mina Pasto Bueno (Pallasca, Ancash)

• Mina Pachapaqui (Bolognesi, Ancash)

• Mina Uchucchacua (Oyón, Lima)

• Casapalca (Huarochiri , Lima )

• Racrancacha (Pasco)

General

Categoría Minerales sulfuros

Clase 2.EB.05a (Strunz)

Fórmula química Fe   S  2 (Disulfuro de hierro (II))

Propiedades físicas

Color Amarillo latón pálido

Raya negra-verduzca a negra-marrón

Lustre Metálico

Transparencia No

Sistema cristalino Cúbico

Hábito cristalino Cúbico. También puede presentarse en octaedros y piritoedros.

Macla Macla de la Pirita

Exfoliación Imperfecta

Fractura Regular o concoidea

Dureza 6 - 6,5

Tenacidad Frágil

Densidad 4,95 – 5,10 g/cm3

Magnetismo Magnética después de calentar

CUPRITA Cu2O

• Mina de Chapi (Arequipa )

• Distrito Huachocolpa (Hvca., Hvca.) 

• Mina Palomo (Castrovirreyna, Hvca.)

• Mina Raura (Cajatambo, Lima y Lauricocha, Huánuco)

General

Categoría Minerales óxidos

Clase 4.AA.10 (Strunz)

Fórmula química Cu2O

Propiedades físicas

Color Rojo marrón, rojo púrpura, rojo, negro

Raya Rojo pardusco

Lustre Adamantino de submetálico a brillante

Transparencia Transparente a translúcido

Sistema cristalino Cúbico

Hábito cristalino Granular masivo

Macla Gemelos con penetrancia frecuente

Fractura Concoidal en fragmentos pequeños

Dureza 3,5 a 4 (escala de Mohs)

Densidad 6,1

BIBLIOGRAFIA

1.Kraus, Edward, Hunt, Walter y Ramsdell Lewis, Mineralogía: una introducción al estudio de minerales y cristales, quinta edición, 1965.2.Dana S., Edward, Ford E. William, Tratado de Mineralogía: con un tratado extenso sobre cristalografía y mineralogía física, 1979.3.Cornelis, K., Manual de mineralogía, cuarta edición, basado en la obra de J.D. Dana, 2001.Wyckoff, Jerome, Geología, 1966.4.Kirsch, Helmut. 1968. Applied mineralogy for engineers, technologist and students.