3 MINERALOGIA

7/18/2019 3 MINERALOGIA

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SEMANA 3:

MINERALOGÍA

Ing. Juan Esteban Gonzales García

[email protected]



¿Qué son los minerales?

¿De donde provienen los minerales?

¿Cómo se clasifican los minerales y quepropiedades presentan?



3.1

ORIGEN Y NATURALEZA DELOS MINERALES



Un mineral es un cuerpo producido por procesos de naturalezainorgánica, con una composición química característica y unaestructura cristalina, que generalmente suele presentarse en formaso contornos geométricos.

Se encuentran en formas muy diversas en la naturaleza ya quepueden ser de un sólo elemento, como el azufre nativo, oro, plata,cobre, o una combinación de varios, tal es el caso de algunoscompuestos químicos como el cuarzo, que está formado por silicio y

oxígeno. otro ejemplo de estos últimos es la carnotita, mineral delque se obtiene el elemento uranio, ya que contiene cinco elementosbásicos: potasio, uranio, oxígeno, vanadio e hidrógeno.

ORIGEN Y NATURALEZA DE LOS MINERALES




Cuarzo (SiO2) Pepitas de oro Rubí

Perlas (Producción

por la acción de lavida orgánica)

Mercurio (Metal

Líquido)



Es importante explicar que las sustancias minerales que fueronproducidas por acción de la vida orgánica, como la perla del ostión,no se incluyen entre los minerales. Además, las especies mineralesestán, por regla general, limitadas a sustancias sólidas, en estesentido, los únicos líquidos que se incluyen es el mercurio metálico yel agua, ya que ambos carecen de un orden interno y se clasificancomo mineraloides.

El petróleo no es propiamente una sustancia homogénea porque

consiste de muchos compuestos de hidrocarburos y, aunque seforma por procesos naturales, no tiene una composición químicadefinida ni distribución atómica ordenada, por lo tanto, no esconsiderado una especie mineral.




3.2

CRISTALOGRAFÍA Y SISTEMASCRISTALINOS



La Cristalografía es la ciencia que seocupa de la forma y propiedades delas sustancias cristalinas. Estudia laspropiedades de los sólidos cristalinospara poder describir su estructurainterna o atómica, sus diversasformas y su división en clases ysistemas. Incluye diversos métodosde estudio como la determinación delas relaciones matemáticas de sus

caras, la medida de los ángulos queforman entre ellas; también abarca ladescripción de cristales compuestoso maclas, las irregularidades de loscristales, de los agregados cristalinos

y de los cristales seudomorfos.

LA CRISTALOGRAFÍA



Un cristal es la forma poliédrica regular, limitada por caras lisas, queadquiere un compuesto químico bajo la influencia de sus fuerzasinteratómicas. Este proceso ocurre cuando el compuesto químicopasa, en condiciones apropiadas, del estado líquido o gaseoso alsólido. Una sustancia cristalina puede presentarse en diferentesestados:

• Cristal euédrico: si se desarrolla con todas sus superficiesplanas correctas.

• Cristal subédrico: si las circunstancias sólo han permitido laformación de una parte del cristal.

• Cristal anédrico: si no presenta caras.

LA CRISTALOGRAFÍA



Algunas substancias cristalinas se presentan en fragmentos tan finosque solamente se pueden determinar con la ayuda del microscopiopor lo que se les denomina microcristalinas, y aquellos agregadoscristalinos que están tan finamente divididos que los componentes nopueden determinarse con el microscopio, pero que dan un patrón dedifracción de rayos X, se denominan criptocristalinos.

Además, existen substancias, tanto naturales como sintéticas, queson cristalinas y carecen de estructura interna ordenada, a éstas se

les conoce como amorfas. Las substancias amorfas naturales sedesignan con el nombre de mineraloides.

LA CRISTALOGRAFÍA



Un cristal, bajo condiciones favorables de crecimiento, desarrollarásuperficies externas planas y uniformes (caras) que pueden asumirformas geométricas regulares, lo cual es expresión de su distribucióninterna regular atómica.

En cristales con caras bien desarrolladas se pueden reconocer loselementos de simetría como ejes de rotación, planos de simetría, etc.Un estudio sistemático de las formas externas de los cristalesconduce a 32 simetrías o combinaciones de simetría. Algunas de

estas 32 clases de cristales tienen características de simetría encomún con otras, lo que permite agruparlas en uno de los seissistemas cristalinos.

SISTEMAS CRISTALINOS





















3.3

PROPIEDADES FÍSICAS YQUÍMICAS DE LOS MINERALES



Las propiedades físicas de los minerales son el resultado directo desus características químicas y estructurales, ejemplo de ellos son elcolor, el brillo o la dureza, entre otros. Para el caso del color tenemosque los minerales pueden ser de diversos tonos aunque un mismotipo puede encontrarse en diferentes sitios y en colores distintos.

El cuarzo, por ejemplo, puede ser blanco, rosa o de otros colores.Otra característica que diferencia a los minerales es que se rompen yse dividen de manera distinta; unos se separan en láminas planas,como la mica; otros se rajan en cristales compactos, como la calcita; o

bien se quiebran en superficies onduladas como el pedernal y muchosotros.

Entre estas propiedades físicas tenemos las siguientes:

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MINERALES



COLOR

Es una de las principales propiedades ya que es la más fácilmenteobservable. Sirve como un criterio distintivo ya que muchos mineralesposeen un color característico; a los que tienen color constante se lesllaman idiocromáticos, y a los que tienen colores que varían mucho se

les llaman alocromáticos, en el caso de esos últimos las variacionesse deben a la presencia de pigmentos, inclusiones y otras impurezas


IdiocromáticoMalaquita (Verde) AlocromáticoVariedades de cuarzo



DUREZA

Se llama dureza a la resistencia ofrecida por un mineral a la abrasióno al raspado. Es de gran importancia en el reconocimiento rápido delos minerales, pues la dureza aproximada de una muestra se puededeterminar fácilmente. La dureza se indica de manera relativa por la

escala de Mohs que comprende los diez minerales dispuestos enorden, de menor a mayor, según su dureza.

Para determinar la dureza de un mineral el rasguño hecho deberá serlo más corto posible, no mayor de 6 mm. La determinación de la

dureza aproximada se simplifica y ejemplifica a continuación usandouna uña, una moneda de cobre, la hoja de una navaja, un trozo decristal de ventana y una lámina de acero.




DUREZA




BRILLO

Es la apariencia de la superficie de un mineral cuando se refleja la luzen él. El brillo está en función de la transparencia, refractividad yestructura de un mineral y existen dos tipos principales: el metálico yel no metálico, pero cuando el brillo no es de estos dos tipos se

llama metaloide o submetálico.

• Brillo metálico: Lo tienen los minerales de apariencia metálica. Lassustancias que tienen brillo metálico son opacas o casi opacas,bastante pesadas y reflejan completamente la luz.

• Brillo no metálico: Los minerales con este tipo de brillo son, engeneral, de colores claros y transmiten la luz, Entre los principalestenemos:




BRILLO


Galena mineral con brillo metálico Cuarzo mineral con brillo no metálico (vítreo)



RAYA

Es el color del polvo fino de un mineral que, aunque varíe, suele serconstante. Se determina por corte, limado o rasguño; sin embargo, elmétodo corriente y más satisfactorio es frotar el mineral sobre unapieza de porcelana blanca sin brillo, llamada biscuit.

Para determinar su color una raya de una longitud de ¼ de pulgadases suficiente, y la facilidad o dificultad con que se puede obtener ésta,con la lámina, es índice de la dureza del mineral; por eso la lámina debiscuit no puede ser empleada con minerales de una dureza de siete

o más, pues estos minerales son más duros que la lámina.




RAYA

El color de la raya puede coincidir con el color del mineral, porejemplo:

• El cinabrio: elcolor del mineral y el de la raya son rojos.

• La magnetita: el color del mineral y el de la raya son negros.• La lazulita: el color del mineral y el de la raya son azules.

Otros minerales tienen una diferencia muy grande entre el color delmineral y el color de su raya, por ejemplo:

• Hematita: el color del mineral es gris acero o negro y el de la raya es rojo.

• Pirita: el color del mineral es amarillo latón y el de la raya es negra.




FRACTURA

La fractura de un mineral se refiere a las características de la superficieobtenida cuando sustancias cristalinas se rompen, en direccionesdistintas de una exfoliación o una partición. En este caso los mineralesque tienen una exfoliación muy débil, o no la tienen, proporcionansuperficies de fractura muy fáciles. Otro caso son las sustanciasamorfas, las cuales, al estar extensas de exfoliación, siemprepresentan superficies de fractura cuando se les golpea con un martillo.Los tipos de fracturas son los siguientes:• Conciodea: las superficies se curvan y toman una forma de concha.

• Lisa: la superficie de fractura son lisas o casi lisas, es decir, que son

aproximadamente planas.• Irregulares: las superficies son más desiguales (Rodonita).

• A tajo: las superficies de fractura tiene muchos puntos agudos y son bastas eirregulares (Cobre).

• Astillosa: el mineral se rompe en astillas y/o fibras (Pectolita).

• Terrosa: fractura irregular característica de las sustancias terrosas, como tiza, caolín y

bauxita.




OTRAS PROPIEDADES

Otras propiedades físicas complementarias son las siguientes:- Hábito

- Contraste

- Asterismo

- Transparencia o diafanidad- Exfoliación

- Tenacidad

- Gusto

- Olor

- Tacto- Peso específico

- Magnetismo

- Luminiscencia

- Radiactividad




PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS MINERALES

SOLUBILIDAD

Para probar el grado desolubilidad se empleacomúnmente el ácidoclorhídrico, aunque en el casode muchos mineralesmetálicos, como los sulfuros,los compuestos del plomo yplata, se requiere el ácidonítrico; también se utilizan el

ácido sulfúrico y el agua regia(ácido nitroclorhídrico) aunqueesta última con menosfrecuencia.

Prueba de efervescencia




Solubilidad sin efervescencia

Muchos minerales sonsolubles sin efervescencia,entre ellos están algunosóxidos como la hematita,limonita, goetita, algunossulfatos, muchos fosfatos yarseniatos, entre otros. Adiferencia de los anteriores, eloro y el platino son solubles

solamente en agua regia oácido nitroclorhídrico. Sepueden obtener las siguientessoluciones:

- Solución amarilla: si haymucho fierro presente.

- Solución azul o azul

verdosa: que cambia de azulprofundo al agregársele unexceso de hidróxido deamonio. De los compuestosde cobre.

- Solución rosa a rosapálido: del cobalto.




Solubilidad con efervescencia

Tiene lugar cuando el mineralpierde un ingrediente gaseosoo cuando se genera uno por lareacción mutua del ácido y elmineral. Entre los másnotables se encuentran loscarbonatos, ya que todos ellosse disuelven conefervescencia, desprendiendo

el bióxido de carbono (CO2)como gas inodoro. Al realizaresta prueba se emplea elácido clorhídrico diluido.

Minerales insolubles

A un gran número de mineralesno los ataca sensiblementeninguno de los ácidos. Entreéstos se pueden mencionar lossiguientes óxidos: corundo,espinela, cromita, diápsoro, rutilo,casiterita, cuarzo; también lacerargirita; muchos silicatos,titanatos, tantalatos, y noiobatos;

alguno de los sulfatos, como labarita, y la celestina, y muchosfosfatos como la xenotima,lazurita, childrenita, ambligonita,el borato y la boracita.



34

ESTUDIO, RECONOCIMIENTO YCLASIFICACIÓN DE LOS

PRINCIPALES MINERALESPETROGRÁFICOS



La clasificación mineral se basa en la composición química y en la

estructura interna, las cuales en conjunto representan la esencia de unmineral y determinan sus propiedades físicas. De acuerdo con lacomposición química, los minerales se dividen en clases según elanión o grupo aniónico dominante, por ejemplo, los óxidos, los haluros,los sulfuros y los silicatos, entre otros.

Los minerales poseen el mismo anión o grupo aniónico dominante ensu composición, por eso tienen semejanzas familiares y característicasmás clara y fuertemente marcadas que aquellas que comparten losminerales que poseen el mismo catión dominante. Ejemplo de ello sonlos carbonatos, ya que estos se parecen más entre sí que losminerales de cobre.

Estos principios estructurales, en combinación con la composiciónquímica, proporcionan una clasificación lógica, siendo:

CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES



• Elementos nativos

• Sulfuros• Sulfosales

• Óxidos e hidróxidos

• Haluros

• Carbonatos, nitratos y boratos

• Sulfatos y cromatos

• Volframatos y molibdatos

• Fosfatos, arseniatos y vanadatos

• Silicatos




ELEMENTOS

Son los que se encuentran enla naturaleza en estado puro,se dividen en metálicos y nometálicos, y están conectados

por la clase de transición de lossemimetales.

Metálicos: Forman tres grupos:1) Grupo del oro: Au, Ag, Cu y Pb

2) Grupo del platino: Pl, Pd, Ir y Os3) Grupo del hierro: Fe y FeNi


Plata

Cobre

Hierro



ELEMENTOS

Semimetales: Son los que seencuentran en estado nativo,aunque raramente cristalizanen un mismo sistema y forman

estructuras de un mismo tipo.En este grupo se clasifica elarsénico, el antimonio y elbismuto.


Arsénico

Antimonio

Bismuto



ELEMENTOS

No metálicos: Este tipo deminerales son de gran valor enel comercio y la industria. Eneste grupo, por ejemplo, se

encuentra el carbón en formade grafito o diamante y elazufre.


Azufre

Carbón y Diamante



SULFUROS

Los sulfuros son muyimportantes ya quecomprenden la mayoría de lasmenas minerales. En esta

clase se incluyen lossulfoarseniuros, los arseniurosy los telururos, los cuales sonsimilares a los sulfuros peromás raros.

La mayoría de estos mineralesson reconocibles porque subrillo es metálico, son opacos,tienen colores distintivos y raya

de colores característicos.


Estibinita

Cinabrio



SULFOSALES

En este grupo de minerales elazufre toma el lugar deloxígeno en los ácidosoxigenados más comunes y

más conocidos, como el ácidocarbónico, ácido sulfúrico o elácido fosfórico.

Las sulfosales son importantes

porque nos pueden indicarcierto número de minerales deazufre diferentes a los sulfuros.


Pirargitita

Livingstonita



ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS

En esta clase se encuentranaquellos compuestos naturalesen los que el oxígeno aparececombinado con uno o más

metales, cuyo aspecto ycaracterísticas son diversos.

Los óxidos, por ejemplo, sonun grupo de mineralesrelativamente duros, densos y

refractarios; generalmente sepresentan en forma accesoriaen las rocas ígneas ymetamórficas, y en forma degranos dendríticos resistentesen los sedimentos.


Pirolusita



HALUROS

Este grupo de minerales estáconstituido por combinacionesquímicas de metales con loshalógenos como el flúor, cloro,

bromo y yodo. Generalmentetienen poca dureza, un pesoespecífico bajo y brillo vítreo;su color puede variar bastante,como en el caso de la fluorita yalgunos pueden considerarsede gran importanciaeconómica. Los haluros son losejemplos más perfectos delmecanismo de enlace iónicopuro.


Atacamita

Fluorita



CARBONATOS, NITRATOS Y

BORATOS

Los carbonatos son aquellosminerales que están constituidospor la combinación química de

un metal con el grupo aniónicocarbonato, por lo que éstos sonlos más difundidos.

Los nitratos que se presentanescasamente en la naturaleza

son fácilmente solubles en agua.El nitro sosa o nitrato de Chilees conocido por su importanciacomercial. Entre los másimportantes tenemos el nitro y lanitratina (nitrato de Chile).


Calcita variedaddiente de perro

Magnesita



SULFATOS Y CROMATOS

Los minerales de este grupotienen una dureza inferior a 3.5,por ejemplo las especiesminerales ricas en agua, cuya

dureza baja hasta 2.

Sus propiedades ópticasresaltan los valores máspequeños de los índices de

doble refracción.


Celestina

Yeso



VOLFRAMATOS Y

MOLIBDATOS

Se trata de un pequeño grupode minerales de mena que soncoloridos e interesantes. Cada

uno de ellos puede sustituirfácilmente al otro como catióncoordinador.

Pero en la naturaleza es raro

encontrar volframios primarioscasi por completo exentos demolibdeno y viceversa.


Scheelita

Wulfenita



FOSFATOS, ARSENATOS YVANADATOS

Esta clase comprende un grannúmero de minerales de vivoscolores que son poco conocidos.Se caracterizan por la

presencia, en el grupo aniónico,de fósforo (fosfatos), arsénico(arseniatos) y vanadio(vanadatos).

Como ejemplos se pueden

mencionar los siguientes:litiofilita, trifilita, monacita,apatito, piromorfita, vanadinita,eritrita, ambligonita, lazurita,escorzalita, wavelita, turquesa,

autunita, carnotita


Turquesa

Monacita



SILICATOS

En la clasificación de lossilicatos se encuentranalrededor de una tercera partede los minerales conocidos. Sonimportantes porque muchos son

preciosos como las gemas yotros se explotanindustrialmente. Los silicatosson los materiales cerámicosmás importantes y contribuyen

de diversa manera en nuestracivilización y el nivel de vida, porejemplo los ladrillos, las piedras,el cemento y el vidrio empleadosen la construcción de losedificios que se derivan de granparte de estos minerales.


Granate(Nesosilicato)

Hemimorfita

(Sorocilicato)



¿Cómo se clasifican los minerales yque propiedades presentan?



TRABAJO GRUPAL

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN SOBRE LOS PRINCIPALES MNERALES DE LAREGIÓN Y EL PAÍS

Fecha : Viernes 24 de abril de 2015

Lugar : Aula F102



“LA OROGÉNESIS DEL

PLANETA Y SU CONSTANTEDINÁMICA INTERNA Y

EXTERNA, CONLLEVAN A UNPERMANENTE CAMBIO DELMISMO EN GRANDES

PERIODOS Y ERASGEOLÓGICAS”.

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