1. Estudio de los minerales

MINERAL:

· Sólidos · Inorgánicos · Naturales · Composición química definida* · Con ordenación cristalográfica interna, diferenciadora de cada mineral **

* Excepción à Impurezas

- Otros elementos en pequeña proporción que no forman parte de la estructura cristalina del mineral.

** La ordenación a veces también puede ser externa como causa de ciertas condiciones de temperatura y presión, formando un cristal

CRISTALOGRAFÍA:

Ciencia que estudia la ordenación interna de los minerales, sus propiedades y el origen de la misma.

Condiciones de cristalización

Sufic

ient

e

Materia

Espacio Grietas, por ejemplo

Tiempo

Reposo Ambiente termodinámico estable

FASE O MEDIO(sustancia homogénea)

(solución, magma)INESTABILIDAD GERMEN

(estructura mínima)

CRISTALOGÉNESIS

Proceso de formación de los minerales.

Métodos de formación

· Solidificación, a partir de: o Magmas, formando vídrios si se enfría rápido o Gases o fluidos en los fenómenos neumatolíticos o Agua a alta o baja temperatura, como en los procesos hidrotermales y

sedimentarios, respectivamente. · Recristalización

o Fenómenos metamórficos, donde se produce una reordenación.

Estados de formación

1. NUCLEACIÓN

2. CRECIMIENTO

FACTORES

· Externos à Temperatura, saturación de la disolución, difusión, conductividad térmica (Se tiene que establecer un flujo de materia hacia el germen)

· Internos à Tendencia de los componentes del cristal a situarse en las situaciones de menor energía.

2. Materia cristalina

Características

1. ORDENACIÓN

· Interna à Siempre · Externa à Bajo ciertas condiciones, formando

o Cristales (poliedros de caras planas)

2. ANISOTROPÍA · Diferencia de las propiedades de un mineral en direcciones no paralelas

o Por lo tanto, las propiedades depende de la dirección · Ejemplos:

o Diferencia de dureza medida en dos direcciones o Brillo diferente en cada lado o Exfoliación de una sola dirección

Celda unitaria

Mínima unidad tridimensional que se repite en el interior de un mineral o cristal.

· Hay siete tipos de celda y por lo tanto siete sistemas cristalográficos · La adición de celdas, da lugar a un cristal · Está caracterizada por:

o 3 ejes cristalográficos o 3 parámetros (las dimensiones del espacio, x y z) o 3 ángulos (α, β, γ)

3. Sistemas cristalinos (Ver apuntes escritos)

4. Simetría cristalográfica

Característica de la materia cristalina consistente en la repetición de elementos geométricos al actuar sobre el cristal los elementos de simetría y sus operaciones de simetría.

Elementos geométricos Elementos de simetría Operaciones de simetría Caras Ejes Giro Vértices Planos Reflexión Aristas Centro Inversión

Ejes

Línea que hace girar el cristal sobre ella misma haciendo que se repitan elementos.

Planos

Superficie que divide el cristal en dos partes iguales con todos sus elementos equidistantes.

Centro

Punto sobre el cual cualquier elemento del cristal tiene su opuesto de manera invertida.

5. Tipos de cristales

Según complejidad

· Simple – Un sólo tipo de cara · Complejos o compuestos – Más de un tipo de cara

Según sistema cristalográfico

Cúbi

co

Cubo

Octaedro

Dodecaedro

Trapezoedros

Tetraedros

Tetr

agon

al Prismas

Pirámides

Bipirámides

Hexa

gona

l Prismas

Pirámides

Bipirámides

Escalenoedros

Mon

oclín

ico

Sistemas de pinacoides

Tric

línic

o Pinacoides

Domos

Un solo centro de simetria o ninguno

6. Propiedades de los minerales

Dureza

Resistencia de un mineral a ser rayado. Se mide en la escala de Mohs, que comprende valores del 1 al 10, donde cada valor no es equidistante al siguiente ni al anterior. En la práctica, se utiliza la escala Mohs, científicamente, se usan esclerómetros, que son medidores de dureza.

Dureza Material 1 Talco 2 Yeso 3 Calcita 4 Fluorita 5 Apatita 6 Ortosa 7 Cuarzo 8 Topacio 9 Corindón 10 Diamante

Raya o polvo

Color del mineral al ser rayado, siendo el mismo que si se pulveriza.

Tenacidad

Resistencia de un material a ser roto. Si un material presenta una buena resistencia, decimos que es tenaz, mientras que si presenta una mala resistencia, decimos que es frágil.

Hábito

Forma general en la que se encuentran los cristales. Existen diferentes tipos:

· Plano · Filamentoso · Hojoso à Con gran desarrollo de las caras horizontales · Dendrítico à Muestra ramificaciones · Botrioidal o remiforme à Con formas globulares, es decir, bultos · Tabular à Muestra forma de tablas

Exfoliación

Tendencia de los materiales cristalinos a dividirse a lo largo de planos cristalográficos definidos.

Cuando no existe una exfoliación definida, hablamos de fracturas:

· Astillosa – La forma de ruptura recuerda a astillas · Concoidea – La forma de ruptura deja huecos · Irregular – La forma de ruptura no sigue ningún patrón

Peso específico

El peso específico es el cociente:

𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑑𝑑𝑃𝑃 𝑢𝑢𝑢𝑢 𝑣𝑣𝑃𝑃𝑣𝑣𝑢𝑢𝑣𝑣𝑃𝑃𝑢𝑢 𝑖𝑖𝑖𝑖𝑢𝑢𝑖𝑖𝑣𝑣 𝑑𝑑𝑃𝑃 𝑖𝑖𝑖𝑖𝑢𝑢𝑖𝑖 𝑖𝑖 4º𝐶𝐶

Densidad relativa

𝑀𝑀𝑖𝑖𝑃𝑃𝑖𝑖 𝑑𝑑𝑃𝑃𝑣𝑣 𝑣𝑣𝑖𝑖𝑢𝑢𝑃𝑃𝑚𝑚𝑖𝑖𝑣𝑣𝑉𝑉𝑃𝑃𝑣𝑣𝑢𝑢𝑣𝑣𝑃𝑃𝑢𝑢 𝑑𝑑𝑃𝑃𝑣𝑣 𝑣𝑣𝑖𝑖𝑢𝑢𝑃𝑃𝑚𝑚𝑖𝑖𝑣𝑣

Color

Radiaciones que emite un mineral, dependiendo de su composición y como consecuencia de la luz que es capaz de absorber y la que no.

Brillo

Forma en la que se refleja la luz de un mineral

· Vítreo · Metálico · Nacarado · Resinoso · Adamantino

Luminiscencia Capacidad de un mineral de emitir luz cuando son sometidos a ciertas radiaciones al ser capaces de absorberlas y luego emitir otras.

Fosforescencia

Fluorescencia

Al inducirse cargas eléctricas, el material se comprime y se dilata un número determinado de veces. Esto es utilizado en mecanismos, como por ejemplo, en los relojes.

Conductividad eléctrica

Según el tipo de enlace que presenta el compuesto que lo forma, un mineral tiene más o menos conductividad eléctrica. Por lo general, los materiales más conductores, son los que presentan enlace metálico, mientras que los menos conductores son aquellos que presentan enlace covalente.

En los no conductores, podemos encontrar algunos fenómenos

· Piroelectricidad à Propiedad de generar cargas cuando son sometidos a altas temperaturas

· Piezoelectricidad à Propiedad de generar cargas cuando son sometidos a presión, como por ejemplo, el cuarzo.

Magnetismo

· Ferromagnéticos à Presentan un magnetismo fuerte · Paramagnéticos à Presentan un magnetismo débil · Diamagnéticos à Son débilmente repelidos

Presión Cargas eléctricas

7. Formas de los minerales

Polimorfismo

Según las condiciones de presión y temperatura en las cuales se formen los minerales, estos pueden tomar una distinta ordenación. Los isomorfos son minerales que tienen una composición misma pero que están ordenados de distintas maneras.

Ejemplos:

· Carbono · Grafito · Diamante

· Al2SiO5

· Andalucita · Silimanita · Distena

Pseudomorfismo

El pseudomorfismo se da cuando un mineral adopta la forma de otro, por ejemplo:

Pirita (sistema cúbico)

Oxidación de la pirita

Limonita en sistema cúbico

Isomorfismo

El isomorfismo se da cuando se produce una sustitución iónica entre iones de radio atómico y cargas muy parecidas.

Por ejemplo, es el caso entre la fayalita (Fe2SiO4) y la fosterita (Mg2SiO4). Ambos cationes, de magnesio y hierro, tienen carga +2, por lo que son intercambiables. Por esto mismo, son capaces de cristalizar en el mismo sistema.

A los pasos intermedios en los que hay más porcentaje de hierro o de magnesio en la fórmula, se les llama olivinos. Existe toda una gama gradual de olivinos, según el grado de hierro o magnesio que tengan.

8. Tipos de minerales

Elementos nativos

Son aquellos que los encontramos en su forma elemental en la naturaleza.

Metálicos Semimetálicos No metálicos Au, Ag, Cu, Pt, Ag Bi, As, Sb S, C

Sulfuros

Mineral Fórmula Datos Fotografía Pirita FeS2 - Se usa para la

obtención de ácido sulfúrico - Cristaliza en el sistema cúbico

Calcopirita CuFeS2 - Sistema tetragonal - Apariencia parecida a la pirita

Galena PbS - Mena del plomo - Color gris oscuro y gris metálico - Exfoliación en cubos

Blenda o esfalerita ZnS - Mena del cinc - Variaciones: à Acaramelada (con posible Cd, España) à Color rubí à Color férrico

Cinabrio HgS - Única mena del mercurio

Rejalgar AsS - Color rojo Oropimente As2S3 - Fabricación de

telas, linóleo, fuegos artificiales

Óxidos e hidróxidos

Mineral Fórmula Datos Fotografía Oligisto o hematites Fe2O3 - Mena del hierro

- Color gris - Raya roja - Rojo en la variedad terrosa

Magnetita Fe3O4 - Color negro (cristalizado, gris metálico) - Es atraída por el imán

Corindón Al2O3 - Muy duro - Rojo à Rubí - Azul à Zafiro - Negro à Esmeril (usado para lijas)

Cuprita Cu2O - Mena del cobre - Color rojo - Cristaliza en el sistema cúbico formando octaedros

Casiterita SnO2 - Mena del estaño - Forma maclas (uniones de cristales) en codo, llegando a formar incluso formas pseudohexagonales.

Rutilo TiO2 - Mena del titanio Proustita MnO2 - Formaciones

dendríticas negras

Limonita FeO(OH) · nH20 - Color amarillento Goethita FeO(OH) - Color negro

- Hábito botoidal

Bauxita AlO3 Al(OH)3

- Mezcla de óxido de aluminio e hidróxido de aluminio

Haluros/Halogenuros

Mineral Fórmula Datos Fotografía Fluorita CaF2 - Dureza 4

- Violeta - Cúbica

Halita NaCl - Sal común Silvina KCl -

Carbonatos

Mineral Fórmula Datos Fotografía Calcita/Aragonito CaCo3 1. Exfoliación en

romboedros, sistema trigonal 2. Sistema rómbico, no hexagonal (como muestran sus maclas)

Dolomita CaMg(CO3)2 Malaquita y Azurita - Menas del cobre

- Azurita à Azul - Malquita à Verde

Siderita FeCO3 - Mena del hierro - Brillo vítreo - Blanco amarillento

Cerusita PbCO3 - Plomo blanco

Nitratos

Mineral Fórmula Datos Fotografía Salitre KNO3

Boratos à Bórax

Arseniatos (AsO4)3-

· Eritrina (arseniato de cobalto). De color rojo.

Vanadatos (VO4)3-

· Vanadinitia (vanadato de plomo). Color anaranjado

Fosfatos

Mineral Fórmula Datos Fotografía Apatito - Dureza 5 Turquesa - Brillo vítreo

- Rara

Piromorfita - Clorofosfato de plomo - En España famosa la mina del Horcajo

Wolframatos (WO4)2-

Mineral Fórmula Datos Fotografía Wolframita (Fe,Mn)WO4 - Color negro

- Muy pesada - Forma una serie isomorfa (ferberita » hubnerita) - Mena del wolframio

Scheelita CaWO4 - Color blancuzco/miel cuando cristaliza. - Es fluorescente

9. Silicatos

Nesosilicatos

· Forman tetraedros aislados de ion silicato. · Ejemplos

· Olivino (serie isomorfa) · Granate · Circón · Estaurolita (que forma maclas en forma de cruz)

Sorosilicatos

· Tetraedros en pareja (Si2O7) · Ejemplo: epidota

Ciclosilicatos

· Se unen tetraedros para formar anillos de 3, 4 o 6 · Ejemplos:

· Berilo · Turmalina · Cordierita

Inosilicatos

· Tetraedros en filas

De cadena simple o piroxenos

· Ejemplo: augita

De cadena doble o anfíboles

· Ejemplo: harnblenda

Filosilicatos

· Tetraedros en láminas, todos tienen exfoliación · Todos comparten 30 oxígenos, algunos 4 (los que unen láminas paralelas entre sí) · Ejemplos

· Micas: Mascevita, biotita · Talco

Tectosilicatos

· Los tetraedros comparten todos los oxígenos · Si02 à Cuarzo · SiO4 à No se puede unir nada más · Si3O4 à Si3AlO3 FELDESPATO, que puede combinarse

· Ortosa à Si3AlO5 K (Feldespato K) · Plagioclasas à Serie isomorfa desde feldespato sódico a cálcico (Albita a

Anortita)