Introducción a la Mineralogía

Causas de la Coloración en Minerales

Causas que hacen el color: composición química, estructura cristalina, tipo de enlace e impurezas.

Los elementos que tienen mayor importancia en la coloración son aquellos cuyos átomos tienen capas electrónicas incompletas (metales de transición, subgrupo…). El color se produce por la absorción del espectro lumínico por los electrones libres que existen en estos átomos.

Tipos de Coloración

IDIOCROMÁTICOS: presentan un color característico y constante.

ALOCROMÁTICOS: cuando el color varía, debido a las impurezas o inclusiones que le confieren un color anómalo al mineral.

SEUDOCROMÁTICOS: minerales que no tienen color auténtico, es decir, son provocados por un fenómeno físico.

Formación de Minerales

Vetas Hidrotermales

Vetas hidrotermales: Son aguas calientes que llevan los elementos (transportados en solución) y cuando son enfriadas, se forman los minerales.

Cuando erosionan, el material se deposita abajo y cuando ya no puede seguir siendo transportado, se forman los placeres.

Placeres

Placeres: Es donde se concentra y separan de los demás minerales gracias a su peso específico. Pueden ser realizados por procesos de meteorización y erosivos.

Serie de Bowen

Series de Bowen: Bowen determinó que los minerales se forman a partir del magma de dos maneras:

Discontinuas: Los minerales comienzan con el mineral de mayor temperatura. Primero se forma: Olivino (Silicato de Fe y Mg), Piroxeno, Anfibol y Biotita. Se llama así por la reacción del mineral anterior.

Y de manera continua: Se forma a través de Plagioclasas ricas en calcio y sodio, formándose primeramente las de calcio (Anortita) y luego las de sodio (Albita). Se llama así porque hay una reacción constante entre el sólido y el líquido.

Clasificación Geoquímica de los Minerales (Goldschmidt, 1932)

Distribución de los elementos en 4 grupos:

1. LITÓFILOS (elementos combinados con el oxígeno, óxidos)
   1. Gran radio iónico
   2. Se encuentran en la corteza y el manto
   3. Se ionizan fácilmente
   4. Afinidad a las bases solicitadas (SiO2), carbonatos y sulfatos.
2. CALCÓFILOS (elementos combinados con azufre, sulfuros)
   1. Potencial de ionización alto, capaces de polarizar átomos (S)
   2. Alta afinidad con el S (tiene e- disponibles para formar iones)
   3. Se combinan para formar sulfuros
   4. Se distribuyen en la corteza
   5. Forman enlaces covalentes
3. SIDERÓFILOS (elementos combinados con el hierro, elementos nativos)
   1. Elevado potencial de ionización, se encuentran comúnmente sin combinar con otros elementos.
   2. Forma elementos nativos
   3. Tiene una alta afinidad con la Fe
   4. Se distribuye en el núcleo terrestre
   5. Forman enlaces metálicos
4. ATMÓSFILOS (elementos gaseosos)
   1. Elementos gaseosos que se encuentran en la atmósfera o en agua
   2. No están combinados

Ejemplos:

• ORO Y PLATA (ESTADO NATIVO)
• COBRE, PLOMO, ZINC (FORMAN SULFUROS)
• METALES ALCALINOS (COMPUESTOS OXIGENADOS, SILICATOS)
• LOS GASES INERTES NO FORMAN MINERALES

Metalogénesis

Metalogénesis: Es el estudio del origen de los minerales. Son los procesos involucrados en el origen de los minerales tomando en cuenta la geología estructural.

• Prospección: Busca un elemento guía que se encuentra asociado con el principal.
• Fluidos hidrotermales: Magma

Propiedades Físicas de los Minerales

Permiten caracterizar e identificar rápidamente minerales según sus características físicas. Se pueden reconocer a simple vista. Se agrupan en:

Propiedades de Cohesión

ELASTICIDAD: resistencia que un mineral ofrece a la ruptura, trituración o seccionado.

Tipos de elasticidad:

• FRÁGIL
• MALEABLE
• DÚCTIL
• SECTILES
• FLEXIBLE
• ELÁSTICO

DUREZA: resistencia que pone un mineral al ser deformado permanentemente hasta que por último se disgregan sus partículas. La dureza puede ser probada por distintas maneras.

Escala de Mohs: los minerales se adaptan a esta escala de dureza. Es una relación de diez minerales ordenados por dureza y se utiliza como referencia.

EXFOLIACIÓN: Tendencia de los minerales para dividirse a lo largo en planos estructurales definidos. Estos planos son el resultado de los lugares regulares de los átomos y iones en el cristal, que crean fracturas de superficies planas repetidas.

Formación de Minerales: Cristalización

Es el proceso por el cual se forman los minerales, ocurriendo en condiciones de presión y temperatura. Los átomos, moléculas o iones se unen mediante enlaces.

Los minerales necesitan reposo para impedir su disgregación (Reducción de una roca a sus componentes por acción de agentes externos.), espacio y tiempo suficiente para que pueda crecer y se formen sus cristales.

La cristalización se produce por:

PRECIPITACIÓN QUÍMICA: formación de cristales a partir de soluciones saturadas.

SUBLIMACIÓN (GASEOSO-SÓLIDO): formación de cristales por enfriamiento de los gases de los volcanes que salen. No pasa por el estado líquido.

SOLIDIFICACIÓN (LÍQUIDO-SÓLIDO): formación de cristales a partir del enfriamiento del magma que luego se consolida.

Estructuras en Estado Sólido

Cristalina: existe una ordenación de los átomos en una estructura definida. Tienen formas muy regulares. Se forman a bajas temperaturas.

Amorfa: es un sólido, cuyas partículas no tienen una estructura ordenada. Carecen de formas bien definidas. Son mezclas de moléculas que no se empacan bien entre sí. Se forman a altas temperaturas.

Un cristal está compuesto de muchas celdas unitarias (construyen una red cristalina) y cada celda contiene los átomos necesarios para formar un mineral.

Celda unitaria: es la mínima parte de un mineral, cristal minúsculo.

Red cristalina: la red cristalina está constituida por la repetición sistemática de la celda unitaria. El tamaño y la forma de la celda unitaria se especifica por la longitud de las aristas y el ángulo entre las caras y depende del radio iónico de los átomos que constituyen la red. Es así como se forma un sistema cristalino.

Red de Bravais: son una disposición infinita de puntos discretos cuyas estructuras es invariante bajo cierto grupo de traslaciones.

Índice de Weiss: es la expresión de la posición de las caras de un cristal.

• Notación sin traslación
• Notación paramétrica (4a, 4b, 4c)
• Notación de Weiss (4, 2, 4)

Índice de Miller: Es la convención más común para escribir puntos, direcciones y planos específicos en los sistemas de la red cristalina. (COORDENADAS, VECTORES, PLANOS)

Plano Cristalográfico

Es un conjunto de átomos ubicados en un área determinada, sirve para identificar planos específicos dentro de una estructura cristalina, también podemos identificar planos de deformación o deslizamiento. Determina el sentido del crecimiento de cristales en algunos minerales.

Una de las propiedades de los cristales de los minerales, consecuencia de la ordenación de sus átomos, es la posesión de simetría.

Pasos para identificar planos:

1. Identificar los puntos en donde el plano cruza los ejes x, y, z.
2. Los planos y sus negativos son iguales.
3. (0, 1, 0) = (0, 1, -0)
4. Simplificar las fracciones.
5. Los 3 números entre (), los negativos se identifican con una línea horizontal sobre el número.

Proyección estereográfica: permite representar ángulos entre las caras del cristal y las relaciones de simetría entre ellas.