Tema 4 los materiales de la litosfera terrestre minerales y rocas

Tema 4: LOS MATERIALES DE LA LITOSFERA TERRESTRE: MINERALES

Y ROCAS

IES Licenciado Francisco Cascales

Departamento de Ciencias Naturales

Francisco Javier Zamora García

1. CRISTALOGRAFÍA: ESTRUCTURA DE LA MATERIA CRISTALINA

• La litosfera está constituida por rocas y éstas se componen de minerales, que son en su mayoría sólidos cristalinos.

• El estado sólido se caracteriza por la fuerte unión entre sus partículas constituyentes, que ocupan posiciones más o menos fijas.

• Si estas posiciones están geométricamente ordenadas hablamos de materia cristalina.

• Si por el contrario están desordenadas, hablamos de materia amorfa.

Materia sólida cuyos átomos, moléculas o iones se disponen ordenadamente en las tres direcciones del espacio.

MATERIA

Cristalina Amorfa

Materia sólida cuyos átomos, moléculas o iones se distribuyen de forma caótica, esto es, sin orden..

Ópalo Cuarzo

1.2. Estructura interna de la materia cristalina: cristales

• Se define cristal como “porción de materia cristalina limitada exteriormente por caras planas, aristas y vértices”.

• Por extensión también se define como “cualquier sólido con estructura interna ordenada”.

ESTRUCTURA CRISTALINA

Disposición ordenada de los elementos de un sólido

en las tres dimensiones del espacio y que se repite

periódicamente.

PUEDE manifestarse

externamente en formas características como: agujas, láminas, etc. Conocidas como hábito de un mineral

Internamente, la disposición ordenada se

manifiesta por la repetición de unidades elementales, con una

forma geométrica definida ( cubos, prismas,

etc.) llamada celdilla elemental.

Esa repetición de celdillas en todas las direcciones del espacio forma REDES

CRISTALINAS


• Los cristales pueden ser de origen natural o artificial, y de composición inorgánica u orgánica.

• La ordenación interna es la clave de sus propiedades, de las que depende su aspecto y su respuesta ante los procesos naturales o tecnológicos. A su vez, dichas propiedades son consecuencia de la relación entre diferentes variables como el tamaño de las partículas y su carga, los tipos de enlaces químicos, etc.

¿CÓMO EXPLICAR ESTOS “CAPRICHOS DE LA NATURALEZA”?

NICOLÁS STENO, 1669

Los ángulos entre las caras del

“cristal de roca” (cuarzo) eran

siempre iguales. Llegó a la

conclusión de que la causa debía

buscarse en el interior de estos

cristales.



• Los cristales visibles al ojo humano reciben el nombre de fenocristales. Los cristales sólo visibles a microscopio se denominan microcristales.

ESTRUCTURA CRISTALINA

Disposición ordenada de los elementos no se

manifieste en formas poliédricas externas.

PUEDE manifestarse

Disposición ordenada se manifiesta en

formas poliédricas externasl

CRIPTOCRISTALINA

FANEROCRISTALINA O

CRISTALIZADA

FENOCRISTALES (se observan a simple

vista)

MICROCRISTALES (se observan con un

microscopio)

TIPOS

Por ejemplo:

Aunque no los veamos a simple

vista, muchos minerales

forman pequeños cristales,

como el cinabrio que aparece

en esta foto.

En la actualidad se da el

nombre de CRISTAL a

cualquier sustancia sólida

con estructura cristalina,

aunque externamente no

veamos formas

geométricas.

Cuarzo ( SiO2 ), variedad “cristal de roca”

Cristales de Fluorita (CaF2)

Los cristales naturales no siempre son incoloros

Cristales de pirita FeS2

Los cristales naturales no siempre son transparentes

1.2. Estructura interna de la materia cristalina: teoría reticular

• La forma poliédrica de algunos cristales es consecuencia de su estructura interna.

• Para estudiar las redes cristalinas se establecen unos ejes de coordenadas que coinciden con filas fundamentales. Estos deben cumplir una serie de características: – -Los ejes coinciden con filas de partículas de la red. – -Los tres ejes coinciden con las filas de mayor densidad

lineal (contienen nudos separados por el menor espacio posible)

• Establecidos los ejes de coordenadas, su origen se hace coincidir con un nudo de la red y, a partir de él, se define un poliedro cuyas aristas son los ejes cristalográficos y los vértices de cada arista coinciden con dos nudos consecutivos. Este poliedro se denomina celdilla unidad.



• Una red cristalina puede considerarse como el apilamiento de millones de celdillas elementales.

Observa estos diferentes modelos de la estructura cristalina del cloruro sódico (NaCl):

Cl

Cl

Na Na

REDES CRISTALINAS

http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/investigations/es0506/es0506page05.cfm?chapter_no=investigation




Cl Na

Celdilla unidad del NaCl

¿Serías capaz de decir cuántas celdillas tiene este

cristal de NaCl?

En los materiales cristalinos, los átomos aparecen ordenados en el espacio formando figuras geométricas que se denominan redes cristalinas.


• En la naturaleza sólo existen 14 tipos distintos de celdillas elementales: las celdillas de Bravais.


1.3- Propiedades de la materia

cristalina. • La repetición indefinida de un motivo estructural que se

repite, tiene una serie de consecuencias.

• - Homogeneidad: el valor de una medida en una porción de un cristal se mantiene en cualquier porción de él.

• - Anisotropía: Es una característica según la cual, determinadas propiedades de un cristal dependen de la orientación que se considere. Así, la conductividad eléctrica, calorífica, dilatación térmica, velocidad de propagación de la luz, etc., son muy diferentes según la dirección que se tome en cuenta. En el caso de la propagación de la luz en el interior de un cristal de cuarzo, por ejemplo, su velocidad dependerá de la dirección que los rayos sigan en su interior.

1.3- Propiedades de la materia

cristalina. • La repetición indefinida de un motivo estructural que se

repite, tiene una serie de consecuencias. • - Simetría: los elementos morfológicos que forman el cristal

(caras, aristas y vértices) se repiten según unos ejes y planos imaginarios denominados elementos de simetría. Los sistemas cristalinos se caracterizan por sus diferentes grados de simetría, que oscilan entre la máxima del sistema cúbico, a la mínima del triclínico.

• Se dice que dos figuras son simétricas entre sí cuando ambas se pueden hacer coincidir.

• Para realizar las coincidencias se utilizan las denominadas operaciones de simetría que son: reflexión, rotación o giro e inversión.

Elementos de simetría de un cristal.

• La materia cristalina tiene simetría debido a la ordenación de sus átomos y repetición de la celdilla elemental.

• Los operadores mediante los que se pueden definir estos parámetros son:

– El centro

– Eje

– Plano de simetría.


• Centro de simetría

• El centro de simetría es el punto ideal situado en el interior del cristal, que divide a los ejes cristalográficos que pasan por él en dos partes iguales.


• Eje de simetría

• El eje de simetría es la recta que pasa por el centro de simetría, y que al girar el cristal sobre él 360º se puede observar el mismo aspecto un número de veces 2, 3, 4 o 6. El orden de los ejes viene determinado por el número de veces que se repite una posición. Así, se definen como binarios cuando se repiten 2 veces; ternarios, cuando se repite 3 veces; cuaternarios, 4 veces; y senarios, 6 veces.



• Plano de simetría

• El plano de simetría es el plano ideal que divide el cristal en dos partes iguales y simétricas. Los tres ejes cristalográficos que pasan por el centro de simetría, dividen al cristal en ocho partes (octantes), coincidentes con los planos de simetría del cristal.


• Plano de simetría


• Cuando un poliedro puede reconstruirse totalmente a partir de una cara por aplicación sucesiva de los elementos de simetría, se dice que es una forma cerrada.


• Pero a menudo esto no es posible, se habla entonces de que los cristales constan de dos o más formas abiertas.

Sistemas cristalinos

• Los cristales que existen en la naturaleza pueden agruparse en siete tipos (los sistemas cristalinos) de acuerdo con las longitudes de los ejes cristalográficos y de los ángulos que forman entre sí.








EL PROCESO DE CRISTALIZACIÓN

El proceso de formación de los cristales se llama CRISTALIZACIÓN

Cristalización

Pero… ¿a partir de qué se forma un cristal?

Y… ¿cómo se forma?

Procesos de cristalización y génesis cristalina

• La génesis cristalina tiene su origen en los siguientes mecanismos básicos:

1. Solidificación por enfriamiento de un fundido, como sucede en una cámara magmática en la que desciende la temperatura.

2. Precipitación química a partir de una disolución como sucede en el mar cuando se evapora el agua y cristalizan sales, o precipitación bioquímica inducida por la actividad de seres vivos como las conchas de los moluscos.

3. Alteración o meteorización por acción del agua, el oxígeno o el dióxido de carbono sobre los minerales a la intemperie, proceso que puede dar lugar a minerales nuevos con estructuras diferentes.


• La génesis cristalina tiene su origen en los siguientes mecanismos básicos:

4. Sublimación por enfriamiento súbito de un gas, como sucede con la cristalización del azufre en las fumarolas volcánicas.

5. Recristalización. Cuando en un cristal algunos iones son sustituidos por otros sin que se abandone el estado sólido y como consecuencia aparecen minerales nuevos. Un ejemplo de recristalización sería la transformación de la calcita en dolomita durante la diagénesis.

Un cristal se forma siempre por alguno de estos procesos:

1.- A partir de un material fundido que se enfría

2.- Por precipitación de sustancias disueltas

3.- Por sublimación de gases

Fundido (estado líquido) Solidificación

Estado sólido

MAGMA CRISTALES de MINERALES

Disolución (H2O + Soluto) Precipitación

Estado sólido

Sustancia en estado gaseoso Sublimación

Estado sólido

CRISTALES de MINERALES

CRISTALES de MINERALES

Procesos de formación

SUBLIMACIÓN PRECIPITACIÓN SOLIDIFICACIÓN METAMORFISMO

• Cambio de estado de gas a sólido sin pasar por el estado líquido. • Azufre en fumarolas oceánicas)

• Soluto de una disolución al dejar de estar disuelto y en consecuencia precipita. • Halita o sal común por evaporación del disolvente)

• Cambio de estado de líquido a sólido . • Magma que solidifica tras una erupción volcánica

• Cambios estructurales o de composición que sufren otros minerales sin que se produzca cambio de estado (siempre en estado sólido)

Este mineral, el olivino, cristaliza entre rocas volcánicas como el basalto.

Es un ejemplo de mineral que se forma por solidificación del magma.

Olivino

Estado líquido

Estado sólido

Así se forman las rocas ígneas o magmáticas

Basalto

Granito

AGUA DE MAR

REFINADO

Sal de mesa pura Obtención de

sal en una salina

Evaporación

36 g

Un litro de agua de mar tiene disueltos de 34 a 39 gramos de sales (y no sólo sal común o cloruro sódico)

Cristal de sal gema o halita (cloruro sódico, NaCl)

Cristales de Azufre Nativo (S)

Azufre en estado

gaseoso Sublimación

Fumarola

Ejemplo de cristalización por SUBLIMACIÓN:

En las solfataras (fumarolas de azufre gaseoso) se forman cristales de azufre

por sublimación.

Geoda de cuarzo

En ocasiones, los cristales se forman dentro de una cavidad, hacia dentro. Esto se llama GEODA.


• En condiciones adecuadas de presión, temperatura y saturación se produce la cristalización a partir de grupos de átomos o impurezas que actúan como núcleo de crecimiento del cristal. En ausencia de partículas el proceso se inicia en condiciones de sobresaturación.

• Sobre los núcleos se van añadiendo, de forma ordenada y según capas paralelas, los átomos que constituyen la sustancia. El crecimiento es posible porque las capas externas que se van creando, nunca tienen completas sus cargas.


• Algunos minerales están formados por microcristales, que solo son visibles a microscopio y otros por fenocristales, visibles a simple vista. Dichas características dependen de otras condiciones: espacio, tiempo y reposo.

• Cuanto más lento y más largo sea el proceso de cristalización, los cristales podrán adquirir mayor tamaño, siempre que tengan espacio para su formación. En el otro extremo, un enfriamiento demasiado rápido, conducir a la formación de un vidrio volcánico, sin estructura cristalina.

FORMACIÓN DE UN CRISTAL


• Por falta de espacio, los cristales adquieren una forma externa irregular, pero cuando crecen libremente, su estructura interna se manifiesta también en la forma externa poliédrica.

• El reposo es también una condición para que los cristales alcancen un mayor tamaño frente a los que se forman en ambientes agitados.

¡Geoda gigante de

yeso !

¿De qué depende el tamaño de

los cristales?

Es fácil provocar cristalizaciones artificiales. Gracias a ello sabemos que hay dos factores que producen cristales más grandes o más pequeños:

¿De qué depende el tamaño de los cristales?

1- TIEMPO de cristalización (de crecimiento)

2- ESPACIO LIBRE para cristalizar (para crecer)

Defectos cristalinos: el cristal real

• La cristalización nunca es perfecta. Como en cualquier proceso natural se producen imperfecciones en el crecimiento.

• Estas imperfecciones reciben el nombre de defectos cristalinos. Son las responsables de variaciones en el color o la forma de los cristales


• -Vacancias: Se producen por la ausencia en la red de un elemento. Las vacancias, al igual que otros defectos, pueden desplazarse libremente a lo largo de la red.

• - Átomos intersticiales: Inclusión en la red de un átomo fuera de las posiciones reticulares. Con frecuencia este defecto se presenta unido a una vacancia, pues la formación de una vacante favorece la aparición de un átomo intersticial.


• - Sustituciones: Entrada en la red de un átomo diferente, pero de similar radio iónico que el que la compone. Pueden dar lugar a la aparición de series isomorfas (cuando pueden darse todas las sustituciones posibles, sin alterar la estructura de la red).

• - Dislocaciones: Aparición de nuevas filas de elementos cuando en el plano anterior no existían. Una dislocación de este tipo son las dislocaciones helicoidales, que permiten un crecimiento rápido de una cara, pues esta nunca se acaba.

• -Destrucciones locales de la red debido a inclusiones de elementos radiactivos que se han desintegrado.

2- LOS MINERALES

2- LOS MINERALES

• La mineralogía es la disciplina geológica que tiene por objeto el estudio de los minerales y de todas sus características: forma externa, comportamiento físico, composición química, génesis, así como su prospección y su explotación.

2.1- Conceptos básicos en mineralogía

• Mineral. Un mineral es una sustancia sólida, inorgánica, natural, homogénea, de composición química y estructura interna definidas, y estable dentro de unos determinados límites de presión y temperatura.

• En ocasiones, se incluyen sustancias líquidas como el mercurio.

• En ocasiones se incluyen también sustancias no cristalinas como el ópalo.

• También se usa de forma incorrecta el término “mineral” para referirse a “sal mineral”

Un mineral es un sólido homogéneo inorgánico de origen natural que tiene: 1.- una composición química fija 2.- una estructura cristalina determinada.

No puede ser artificial

Muy pocos son materia amorfa

Aunque a veces tienen impurezas

No puede ser líquido o gas

No puede ser orgánico

Azúcar

Ópalo Calcita pura Calcita con impurezas

Acero

MINERALES

Mineral

ÓPALO

AMATISTA SINTÉTICA


• Polimorfismo. Una misma sustancia puede cristalizar bajo distintas condiciones de presión y temperatura. Siendo éstas las que determinan la estabilidad de cada mineral, se podrán obtener distintas estructuras cristalinas.

• En general, a mayor temperatura y menor presión, aparecerán estructuras más abiertas; y a menor temperatura y mayor presión, las estructuras resultantes serán más compactas.


• Polimorfismo. • Son ejemplos de minerales polimorfos: • C – Grafito, diamante. • CaCO3 -Aragonito, calcita. • SiO2 - Cuarzo, cristobalita, tridimita, cohesita, etc. • KAlSi3O8 - Microclima, sanidina, ortosa (feldespatos

potásicos) • Cuando un mineral ya está formado, pueden varias las

condiciones termodinámicas. Entonces se produciría un cambio polimorfo. En ocasiones, estos cambios son extremadamente lentos. Se habla entonces de cambios “irreversibles” (ej: grafito- diamante)

El grafito es una de las formas elementales en las que se puede presentar el carbono. Otra forma es el diamante.

Grafito (C)

Diamante (C)

Están hechos de lo mismo: Carbono (C), pero su estructura cristalina es

distinta.

Son minerales polimorfos.

Red cristalina

Red cristalina

(Tallado)

Grafito y diamante

Calcita y aragonito


• Isomorfismo. En las redes cristalinas, las sustituciones de iones por otros de relación carga/radio similar, pueden ser a veces muy abundantes. Si además las sustituciones se presentan con regularidad, se convierten en otra sustancia con la misma estructura cristalina.


• En ocasiones, el ión sustituto tiene la misma carga:

• Fe2SiO4 -----FeMgSiO4 --------Mg2SiO4 (serie isomorfa de los olivinos)

• (Fayalita) (Forsterita)

• Otras veces la carga no es la misma y es preciso que haya dos cambios simultáneos para que la carga del mineral permanezca neutra:

• NaAlSi3O8 ---------- CaAl2Si2O8 (serie de las plagioclasas)

• (Albita) (Anortita)

Cl

Na

S

Pb

Halita o sal gema: cloruro de sodio (NaCl)

Halita

Galena: sulfuro de plomo (SPb)

Son minerales isomorfos

Galena

2.2- Clases minerales

I- Elementos nativos

• Elementos nativos son los elementos que aparecen sin combinarse con los átomos de otros elementos como por ej. oro Au, plata Ag, cobre Cu, azufre S, diamante C. Los elementos nativos son aquellos que se encuentran en la naturaleza en estado libre (puro o nativo), es decir, sin combinar o formar compuestos químicos. Aparte de la clase de los elementos nativos los minerales se clasifican de acuerdo con el carácter del ion negativo (anión) o grupo de los aniones, los cuales están combinados con iones positivos.

I- Elementos nativos

• A excepción de los gases atmosféricos, se distinguen alrededor de unos veinte elementos nativos. Ejemplo de éstos son: el oro, plata, platino, cobre, azufre y diamante (y sus formas de grafito o carbono)

Son minerales constituidos por un solo elemento químico

Azufre nativo (S)

Cobre nativo (Cu)

Diamante (C)

Oro nativo (Au)

Red cúbica de

caras centradas.

COBRE

Metal pesado. En la naturaleza está en estado

puro o combinado con óxidos y azufre. Para obtener cobre puro es necesario eliminar estas impurezas por reducción.

Utilidad: construcción de cables eléctricos.

Propiedades: Maleable y blando Tiene alta resistencia a la

corrosión Es buen conductor de la

electricidad y el calor. Las principales aleaciones que se

forman con el cobre son bronce, latón.

COBRE

http://edafologia.ugr.es/arefin/media/cobre1.gif

GRAFITO

Red de anillos

hexagonal unidos

por enlace

covalente, las

capas están

unidas por enlace

residual.

Propiedades físicas:

Sistema: Hexagonal.

Dureza: 1.

Densidad: 2,2.

• Color: Gris metálico.

• Raya: negra brillante.

• Brillo: submetálico.

• Deja pasar las radiaciones infrarrojas, y en general es buen conductor del calor y de la electricidad.

. Origen:

• Depósitos carbonosos sedimentarios transformados por el metamorfismo; en otros casos revelan origen inorgánico, puesto que se explican por ser el carbono (C) procedente acaso de carburos o de combinaciones carbonílicas ascendentes.

• Su origen es metamórfico de contacto, metamórfico en los mármoles, gneis y esquistos cristalinos, durante el metamorfismo de las hullas.

Aplicación:

• Fabricación de lápices; por su condición de buen conductor de la electricidad y el calor, se emplea para revestir los moldes de galvanoplastia, para fabricar crisoles y moldes que han de soportar temperaturas muy altas, base para aplicación como lubricante. También se utiliza para evitar la oxidación.

• En los últimos tiempos, el grafito ha ganado la consideración de mineral estratégico para la construcción de armamento nuclear, por emplearse como moderador, con el fin de reducir la acción de los neutrones del uranio.

GRAFITO

DIAMANTE Dureza 10 (escala de Mohs).

Color: más habitual es el amarillo verdoso o negro.

Los incoloros o transparentes son muy apreciados en joyería y una vez

tallados se llaman brillantes.

El valor se miden en quilates, valorando el quilate 1/5 gr. = 0,2 gr.

Yacimiento primario es una roca ígnea, Kimberlita donde el diamante se

encuentra como mineral accesorio muy escaso. Aparecen en placeres.

Cristal cúbico (octaédrico)

El diamante que se ha obtenido más grande, se llama Cullinam en 1905 en

Sudáfrica, peso aprox. 650 gr. y de él se tallaron 3 grandes piedras y otras 105

más pequeñas.

Hasta 1730, la India fue el único productor y en 1867 se descubrieron los

yacimientos de África.

Utilidad:

Piedra preciosa.

Aplicaciones industriales como abrasivos.

AZUFRE

Rómbico.

Elemento no metálico

Dureza: 2.

Raya blanca.

Color amarillo intenso.

Brillo resinoso

Punto de fusión muy bajo.

Aplicación:

Elaboración de Ácido sulfúrico.

Contra plagas.

Pólvora negra.

Industria de la celulosa.

(Reconocimiento en visu: al echarle

el aliento huele a S)

Tienen importancia económica los “Metales Nobles”: oro, plata y platino.

Platino nativo (Pt)

Oro nativo (Au)

Gas de escape

Plata (Ag): no suele aparecer nativa

II- Sulfuros.

• Los sulfuros naturales (producto de metales y semiminerales) son la clase más importante en la metalurgia, pues en ella entran metales tan importantes como el hierro, estaño o manganeso, y otras menas como la galena o la esfalerita. Se trata de compuestos de diversos minerales combinados con el azufre.

II- Sulfuros.

• Ejemplo de minerales de los que forman parte los sulfuros son la pirita (FeS); calcopirita (CuFeS2); galena (PbS); blenda (ZnS); cinabrio (HgS) ; antimonita (sulfuro de antimonio) y rejalgar (sulfuro de arsénico)

II- Sulfuros.

• Por su parte, las sulfosales son minerales compuestos de plomo, plata y cobre combinados con azufre y algún otro mineral como el arsénico, bismuto o antimonio. Un ejemplo de sulfosal es la pirargirita

• Incluido compuestos de selenio (Selenide), arsenurios (Arsenide), telururos (Telluride), antimoniuros (Antimonide) y compuestos de bismuto (Bismutide). Los sulfuros se distinguen con base en su proporción metal. Ejemplos son galena PbS, esfalerita ZnS, pirita FeS2, calcopirita CuFeS2, argentita Ag2S, Löllingit FeAs2.

Estos minerales son combinaciones del azufre (S) (sulphur en latín) con un metal

Pirita: sulfuro de hierro

Cinabrio: sulfuro de mercurio

FeS2

PbS HgS

Galena: sulfuro de plomo

PIRITA FeS2

Sulfuro de hierro.

Dureza 6-6.5.

Cristal: Cubos más o menos

perfectos.

Color amarillo latón pálido.

Brillo metálico.

Es el sulfuro más extendido y

frecuente.

Se altera a limonita.

Económicamente poco interés (el

hierro es de muy mala calidad).

En España es muy abundante:

– Río Tinto (Huelva).

BLENDA O ESFALERITA ZnS

Sulfuro de zinc.

Cristal: Cúbico.

Brillo resinoso.

Color incolora (pura).

Fe bajo: blenda

acaramelada.

Fe alto: color verde oscuro

a negra (marmatita).

Reconocimiento: olor a huevos

podridos al pulverizarlo sobre

la placa de porcelana.

En España es muy abundante:

Cantabria (Reocín, Udías,

Comillas)

blenda

GALENA (PbS)

Sulfuro de plomo.

Cristal: cúbico.

Color gris plomo.

Brillo metálico.

Reconocimiento de visu : peso alto.

Aplicación:

Cables.

Tubos.

Munición.

Antidetonantes para gasolinas.

Yacimientos: Cantabria acompaña a

la blenda en una franja que va desde

Cazoña hasta los Picos de Europa

destacando las explotaciones de

Reocín y Udías.

GALENA

CINABRIO (HgS)

Sulfuro de mercurio.

Color rojo berbellón, como

con puntitos brillantes

(cuarcitas). (No mancha).

Elevada densidad.

Yacimiento : Almadén

(Ciudad Real) (hasta no

hace demasiado el principal

productor del mundo era

España).

Ha bajado su valor debido a

las propiedades

contaminantes.

Calcopirita: sulfuro de cobre y hierro

Cinabrio: sulfuro de mercurio

PbS

HgS

Galena: sulfuro de plomo

Blenda: sulfuro de hierro y cinc

(Zn,Fe)S

Perdigones

Bronce

Latón

Cables

Pilas

Aleaciones

Termómetros

Es muy tóxico

CuFeS2

Pirita: sulfuro de hierro. No es mena de hierro, sino de azufre

FeS2

H2SO4

Diversos usos industriales

III- Haluros.

• Los halogenuros o haluros, son compuestos que resultan de la combinación de un halógeno (cloro, flúor, bromo o yodo), con otro elemento. Un ejemplo común de halogenuro es la halita (sal de gema)

• Los aniones característicos son los halógenos F, Cl, Br, I, los cuales están combinados con cationes relativamente grandes de poca valencia, p.ej. halita NaCl, silvina KCl, fluorita CaF2.

Estos minerales son sales que forman los elementos halógenos

Halita o sal gema NaCl

Cloruro sódico

Silvina KCl

Cloruro potásico

Fluorita CaF2

Fluoruro de calcio

carnalita

El Cl está

dispuesto en red

cúbica de caras

centradas y, el Na

en otra igual,

interpenetradas

ambas.

HALITA (NaCl)

HALITA (NaCl)

Dureza: 2,5.

Exfoliación cúbica perfecta.

Incoloro, blanco o con tintes amarillos,

rojos o azules. (Cuando es azul o violeta

es señal que estuvo sometida en el interior

de la Tierra a radiactividad)

Se reconoce por su alta solubilidad y

sabor salado.

Escasa conductividad térmica y eléctrica.

Bajo punto de fusión

Aplicación: aditivo, industria química

(fabricas de carbonato sódico, sosa

caústica, ácido clorhídrico).

Yacimientos: Cabezón de la Sal

(Cantabria), Toledo, Torrevieja (Alicante).

Halita

El Ca forma red cúbica de caras centradas y

el F forma cubos simples contenidos en

los de Ca.

FLUORITA (CaF2)

F

Ca

OCTAÉDRICO- FLUORITA

FLUORITA

Color: desde incoloro hasta el

negro.

Raya blanca

Aplicaciones:

Importancia industrial

grande ya que se utilizan

para rebajar el punto de

fusión de los minerales

metálicos, sobretodo del

hierro en los altos hornos.

Dentífricos.

Yacimientos: abundante en

Asturias.

NaCl Cloruro sódico obtenido

en salinas

Silvina KCl Cloruro potásico

Fluorita CaF2 Fluoruro de calcio

Conservante (salazones)

Fertilizante plantas

Complemento dietético

Esmalte dental

IV- Óxidos e Hidróxidos.

• Los óxidos e hidróxidos son el producto de la combinación del oxígeno con un elemento. En realidad, casi todos los elementos forman óxidos, que se dividen según sus propiedades en óxidos básicos (metálicos) y ácidos (formados por combinación del oxígeno con un elemento no metálico)

• Los óxidos son compuestos de metales con oxígeno como anión. P.ej. cuprita Cu2O, corindón Al2O3, hematites Fe2O3, cuarzo SiO2, rutilo TiO2, magnetita Fe3O4. Los hidróxidos están caracterizados por iones de hidroxido (OH-) o moleculas de H2O-, p.ej. limonita FeOOH: goethita *-FeOOH, lepidocrocita *-FeOOH.

Metal + Oxígeno Metal + OH

Son combinaciones de

Hematites u oligisto (un

tipo de óxido de hierro)

Fe2O3

Oligisto-ocre rojo

Magnetita (otro tipo de óxido

de hierro)

Fe3O4

Limonita (un tipo de

hirdróxido de hierro)

Goethita (otro

tipo de hidróxido de hierro)

FeO(OH)

El Al se dispone entre

cada dos capas

hexagonales de O. Cada

átomo de Al queda

rodeado por seis de

oxígeno en coordinación

octaédrica. A esta

estructura por dejar

huecos que

teóricamente deberían

estar ocupados se le

califica de defectiva.

CORINDÓN Al2O3 (trigonal)

Zafiro

Una de las cuatro GEMAS más

importantes del mundo: Rubí,

diamante, y esmerada.

La composición química es una

mezcla de óxidos de aluminio,

hierro y titanio, el cual le da su

color característico azul. Su

fórmula química es Al2O3.

Dureza 9 en la escala de Mohs

El zafiro pertenece a la misma

familia de minerales que el rubí ,

es decir CORINDÓN siendo la

única diferencia una convención

de nombre:

Rubí, corindones rojos.

Zafiro todos los demás

colores, incluyendo los

rosados

Zafiro en bruto

Zafiro tallado para joyería

BAUXITA

Es la única

mena de

aluminio

Aunque no lo parezca, de este mineral se extrae el aluminio

Hematites u oligisto Fe2O3

SnO2 Casiterita

Bauxita AlO(OH)

Hojalata

http://images.google.es/imgres?imgurl=http://www.muchogusto.net/especiales/Coca-Cola/lata_cocacola.jpg&imgrefurl=http://www.muchogusto.net/especiales/Coca-Cola/&h=303&w=180&sz=12&tbnid=dlHOu7ADnLoJ:&tbnh=111&tbnw=66&hl=es&start=1&prev=/images?q=lata+coca+cola&hl=es&lr=

V- Carbonatos nitratos y boratos.

• Los boratos están constituidos por sales minerales o ésteres del ácido bórico; se trata de minerales muy diferentes en apariencia y propiedades físicas.

• Los nitratos son sales que derivan del ácido nítrico; se trata de un pequeño grupo de minerales difíciles de hallar en la naturaleza en formaciones concentradas, y que poseen características de escasa dureza y alta solubilidad; se distingue la nitratina o nitrato sódico (o nitrato de Chile o Caliche, llamado así por el gran yacimiento existente en el desierto de Atacama al Norte de ese país), y el salitre o nitrato potásico. Estas sales se utilizan frecuentemente en la fabricación de explosivos, y especialmente como abonos por su riqueza en nitrógeno.

V- Carbonatos nitratos y boratos.

• Los carbonatos son sales derivadas de la combinación del ácido carbónico y un metal. Estos compuestos están muy difundidos como minerales en la naturaleza. Ejemplo de carbonatos son la azurita y malaquita (carbonatos hidratados de cobre), calcita (CaCO3), aragonito (CaCO3) y Dolomita CaMg(CO3)2

CARBONATOS

• MINERALES:

– CALCITA, (CO3Ca)

– MAGNESITA, (CO3Mg)

– SIDERITA, (CO3Fe)

– RODOCRORITA, (CO3Mn)

– SMITHSONITA, (CO3Zn)

– DOLOMITA, (CO3)2CaMg.

• Minerales calcita y dolomita forma la roca

caliza, mármol y dolomías.

Estos minerales contienen el anión carbonato CO=3

(carbonato de calcio)

Ca CO3

Calcita Aragonito

Romboedro

Prisma hexagonal

Son un ejemplo de polimorfismo

(misma composición pero distinta estructura

cristalina)

Celda unidad

romboédrica o

trigonal.

Cada C está rodeado

por tres O, ocupando

el anión CO3 los

puntos medios de las

aristas del romboedro

y el Ca los vértices y

centro de las caras.

CALCITA

Dureza 3.

Exfoliación romboédrica

perfecta.

Brillo vítreo.

Cristales con diversas

morfologías.

El ión CO3= es inestable en

presencia de iones H+ =>

reaccionan con el HCl,

producen efervescencia

(en dolomita es poco

acusado sólo lo produce

cuando está reducido a

polvo y con HCl caliente).

Calcita pura Ca CO3 (carbonato de calcio)

Celda unidad romboédrica o trigonal

Calcita con impurezas

CALCITA-DIENTE DE PERRO

CALCITA-ESPATO CALIZO

ESPATO DE ISLANDIA

De las rocas calizas, que están formadas por calcita, se obtiene la cal (CaO , óxido de calcio), con la cual se

encalan tradicionalmente las casas de Andalucía y otros pueblos del

Mediterráneo.

Malaquita CuCO3 (OH)2

Carbonato de

Cobre.

Dureza 3,5 - 4.

Monoclínico.

Color: verde

brillante

AZURITA Cu(CO3)2(OH)2

Mineral perteneciente

al grupo de los

carbonatos

Dureza: 3,5-4,0. Color

azul intenso oscuro.

Brillo vítreo.

Exfoliación prismática.

Asociado a la

malaquita. Mena de

cobre.

Celda rómbica, a veces

se presenta con un

empaquetamiento

hexagonal (maclas)

denso del Ca y los

aniones CO3 ocupando

posiciones octaédricas

(=poliedro de 8 caras

triangulares).

Produce efervescencia

con HCl frío.

ARAGONITO

ARAGONITO

dolomita

VI- Sulfatos, Wolframatos, Molibdatos

y Cromatos. • Los sulfatos son sales o ésteres del ácido

sulfúrico, por lo general solubles en agua, excepto los sulfatos de plata, mercurio, calcio, bario, plomo y estroncio. Se trata de minerales de origen diverso, inestables, de aspecto variable (casi siempre no metálicos) y generalmente de escasa dureza. Ejemplo de sulfato es la Baritina (BaSO4), el Yeso (CaSO4*2H2O) y la Tenardita (Na2SO4)


y Cromatos. • Los cromatos son sales o ésteres del ácido crómico. Se

presenta generalmente en forma de minerales de colores amarillentos. Las sales alcalinas son utilizadas como reactivos analíticos y oxidantes.

• Los volframatos son elemento poco abundantes en la naturaleza. Se trata de un metal duro, denso y de brillo plateado, que se encuentra formando parte de la volframita. Tiene utilidad en la formación de aleaciones y, dado su gran dureza, como sustito del diamante. Una utilidad muy común por su elevado punto de fusión, es la fabricación de filamentos para lámparas incandescentes (tungsteno)


y Cromatos. • Los molibdatos (como la molibdenita) son

minerales que se presentan en la naturaleza en forma de sulfuro. Tiene utilidad en la mejora de la resistencia y ductilidad de algunos aceros y aleaciones, y en la construcción de determinados componentes electrónicos.

Estos minerales contienen el anión sulfato SO=4

Yeso especular Cristales de yeso

Geoda gigante de yeso

El yeso es sulfato de calcio hidratado.

anhidrita

BARITINA BaSO4

Sulfato Brillo nacarado. Dureza: 3-5. Incoloro a blanco a menudo

con tonos amarillos. Exfoliación perfecta. Cristales tabulares aunque

puede ser lamelar, fibroso y granulado.

Mena de Bario.

Baritina-barita

VII- Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos.

• En los fosfatos el complejo aniónico (PO4)3- es el complejo principal, como en el apatito Ca5[(F, Cl, OH)/PO4)3]los arseniatos contienen (AsO4)3- y los vanadatos contienen (VO4)3- como complejo aniónico.

• Los fosfatos sales o ésteres del ácido fosfórico, arsénico y vanadio. Son solubles en los ácidos minerales, excepto los fosfatos neutros de metales alcalinos, que son solubles en agua.

• La utilidad fundamental de los fosfatos es la de fertilizante, aunque algunos de ellos también son empleados en la industria textil para eliminar la dureza del agua. Ejemplo de fosfatos son el apatito y la piromorfita.

VIII- Silicatos.

• Los silicatos son sales de ácido silícico. Se trata de los compuestos más frecuentes y fundamentales de la litosfera. Son parte importante de numerosas rocas y minerales (integran el 95% de la corteza terrestre), y se hallan exclusivamente en forma de silicio y oxígeno (sílice), o en combinación con otros elementos. Salvo los alcalinos, los silicatos son insolubles, y gran parte de ellos, salvo el fluorhídrico, son inatacables por los ácidos.

VIII- Silicatos.

• Minerales que se incluyen dentro de los silicatos son el feldespato, mica, cuarzo, anfibol, piroxeno y zeolita. Los silicatos más importantes son los de sodio y potasio (vidrios solubles), de magnesio (como el talco), de calcio (que integran el vidrio y el cristal), y de aluminio (como el caolín o la arcilla)

• Es el grupo más abundante de los minerales formadores de rocas donde el anión está formado por grupos silicatos del tipo (SiO4)4-.

Estructura de los silicatos.

• Más del 90% de los minerales que forman las rocas son silicatos, compuestos de silicio y oxígeno y uno o más iones metálicos.


• Los principios estructurales de los silicatos son los siguientes:

• a) Cada uno de los silicatos tiene como compuesto básico un ion complejo de forma tetraédrica. Este tetraedro consiste en una combinación de un ion de silicio con un radio de 0.42Å, rodeado por 4 iones de oxígeno con un radio de 1.32Å tan estrechamente como es posible geométricamente. Los iones de oxígeno se encuentran en las esquinas del tetraedro y aportan al tetraedro una carga eléctrica de -8 y el ion de silicio contribuye con +4. Así , el tetraedro puede considerarse como un anion complejo con una carga neta de -4. Su símbolo es [SiO4]4-. Se lo conoce como anión silicato.



• b) La unidad básica de la estructura de los silicatos es el tetraedro de [SiO4]4-. Se distinguen algunos pocos tipos estructurales de los silicatos: los neso-, soro-, ciclo-, ino y tectosilicatos.

TETRAEDRO FUNDAMENTAL

Vértices ocupados por oxígeno, y el centro por el catión Si4+ .

Cada catión Si tiene cuatro valencias positivas y cada oxígeno dos

negativas, los oxígenos después de neutralizar la tetravalencia positiva

del Si, quedan con cuatro cargas negativas o electrones, que podrán unirse en enlace iónico con diversos cationes o con otros tetraedros en

enlace covalente.

0=



• c) El catión Al3+ puede ser rodeado por 4 o 6 átomos de oxígeno y tiene un diámetro iónico muy similar a Si4+ (Si4+: 0.42Å, Al3+: 0.51Å). Por esto reemplaza al Si4+ en el centro del tetraedro por ejemplo en la moscovita KAl[6]2[(OH)2/Si3Al[4]O11] o se ubica en el centro de un octaedro como los cationes Mg2+ o Fe2+ por ejemplo en el piroxeno de sodio Jadeita NaAl[6]Si2O6.

Tipos de silicatos

• 1.-Nesosilicatos formados de tetraedros independientes, que alternan con iones metálicos positivos como p.ej. en el olivino: (FeMg)2SiO4

• Además el oxígeno del anión silicato [SiO4]4-

simultáneamente puede pertenecer a 2 diferentes tetraedros de [SiO4]4-. De tal manera se forman aparte de los tetraedros independientes otras unidades tetraédricas.

Tetraedros aislados

sin compartir

ningún oxígeno. Los

tetraedros se unen

por medio de

cationes.

1. NESOSILICATOS

CLASE NESOSILICATOS.

• Dureza 6-7.

• Color verde oliva.

• Brillo vítreo.

• Abundante en rocas básicas y ultrabásicas.

OLIVINO

SiO4(Fe,Mg)2

Olivino

(Mg,Fe)2SiO4

Es un silicato de hierro y

magnesio

GRANATE

ANDALUCITA. Al2SiO5

Rómbico.

Cristales

seudotetragonales.

Polimorfo de silicato

alumínico de

alta temperatura.

Mineral característico de

rocas metamórficas.

andalucita

SILLIMANITA-Fibrolita.

Al2SiO5

Rómbico. Cristales prismáticos-

fibrosos. Polimórfico de silicato

alumínico de alta presión y

temperatura. Mineral característico de

rocas metamórficas.

DISTENA - CIANITA. Al2SiO5

Triclínico. Color azul.

Cristales largos,

frecuentemente

aplastados. Polimorfo de silicato

alumínico de alta

presión. Mineral característico

de rocas metamórficas.

Distena o cianita

Tipos de silicatos

• 2.- Sorosilicatos formados por pares de tetraedros: [Si2O7], por ejemplo epidota.

2. SOROSILICATOS

Tetraedros en parejas que comparten un átomo de oxígeno. Cada pareja se une a otras por cationes.

epidota

Tipos de silicatos

• 3.- Ciclosilicatos formados por anillos de tetraedros de [SiO4]4-: [Si3O9]6-, [Si4O12]8-, [Si6O18]12-, p.ej. berilo Be3Al2[Si6O18]

Tetraedros en anillos que comparten dos átomos de oxígeno.

3. CICLOSILICATOS

BERILO

Tipos de silicatos

• 4.- Inosilicatos formados por cadenas simples o cadenas dobles de tetraedros de [SiO4]4-:

• -Cadenas simples por ejemplo piroxenos:

• Augita Ca(FeMg)(SiO3)2

• Hiperstena (FeMg)SiO3

• -Cadenas dobles por ejemplo anfíboles.

• Hornblenda CaNa(MgFeAl)5(AlSi)8O22(OH)2

Tetraedros en cadenas.

Cadena simple: piroxenos, cada tetraedro está unido a sus vecinos por dos átomos de oxígeno y así sucesivamente, quedando en línea recta los átomos compartidos.

4. INOSILICATOS

Cadenas dobles: anfiboles, dos cadenas simples se unen, de forma que cada tetraedro comparten alternativamente dos y tres oxígenos.

PIROXENO

Mineral perteneciente al grupo de los inosilicatos (cadenas simples de tetraedros SiO4). Destacan:

•clinopiroxenos el diópsido, hedenbergita, augita. • ortopiroxenos la enstatita.

Mineral petrogenético abundante en rocas ígneas básica. Presenta dos planos de exfoliación a 90º.

augita

ANFÍBOL

Destacan:

Horblenda.

Tremolita.

Actinolita.

glaucófana.

Mineral petrogenético

abundante en rocas ígneas

y metamórficas.

Tipos de silicatos

• 5.- Filosilicatos formados por placas de tetraedros de [SiO4]4- por ejemplo:

• Moscovita KAl2(AlSi3O10)(OH)2

• Biotita K(FeMg)3(AlSi3O10)(OH)2

• Más los filosilicatos del grupo de la arcilla (caolín, illita, montmorillonita, clorita, etc)

Tetraedros en hoja.

Cada tetraedro se une a sus vecinos compartiendo tres oxígenos.

Los oxígenos compartidos están situados en un plano u hoja simple y la valencia libre del único oxígeno libre por tetraedro se une a otras hojas por intermedio de diversos cationes.

5. FILOSILICATOS

La capa fundamental formada por tetraedros de Si, O y a veces Al, se denomina hoja de siloxano. Las capas intermedias de unión , pueden ser de brucita o gibbsita.

MOSCOVITA

Mica blanca o moscovita

KAl2(Si3Al)O10(OH)2

MOSCOVITA K2Al4[Si3AlO10

]2(OH,F)4

Mineral

petrogenético perteneciente

al grupo de las micas

(filosilicatos).

Dureza: 2.5-3.

Brillo vítreo a perlado.

Cristales tabulares.

Exfoliación basal perfecta.

Abundante en granitos y

pegmatitas.

BIOTITA K2(Mg,Fe)[SiAlO10]2(OH,F)4

Mineral

petrogenético perteneciente al

grupo de las micas (filosilicatos).

Dureza: 2-3. Color negro o

marrón.

Exfoliación basal perfecta, lo que

permite su exfoliación en hojas.

Abundante en rocas ígneas y

metamórficas

Mica negra o biotita

Es un silicato de magnesio

TAL CO Mg3Si4O10(OH)2

Densidad 2,7-2,8 g/ml Dureza 1 en la escala

de Mohs (es el mineral más blando)

Sistema cristalino Triclínico

Color Blanco a gris verdoso Brillo No metalico/perlado Raya Blanco

CAOLÍN O CAOLINITA Al2 Si2O5(OH)4

Color: Blanco Raya: Blanca Brillo: Mate, nacarada Sistema cristalino:

Triclínico Exfoliación: Perfecta Dureza: 1 Densidad: 2,6

caolinita

SEPIOLITA Mg4Si6O15(OH)2·6H2O

Color: Gris, blanco verde azulado, blanco grisáceo, blanco rojizo, blanco amarillento

Raya: Blanca Brillo: Mate Transparencia: Opaca Sistema cristalino: Ortorrómbico Hábito cristalino Masivo,

microcristalino, fibroso, denso, terroso Fractura: Concoidea Dureza: 2 Densidad: 2 g/cm3

Higroscópica (se pega a la lengua)

SERPENTINA

Forma-Hábito: Laminar, escamoso,

masivo (lizardita y antigorita); fibroso (crisotilo o asbesto).

Exfoliación basal perfecta en antigorita; en fibras en crisotilo.

Color: Diferentes tonos de verde (amarillento, grisáceo,…)

Raya: Blanca. Brillo: Graso o céreo en las variedades

masivas; sedoso en crisotilo. Dureza: Baja. Densidad: Baja. Silicato de magnesio e

hierro

Actinota- amianto

Tipos de silicatos

• 6. - Tectosilicatos con estructuras tetraédricas tridimensionales, por ejemplo:

• Feldespatos KAlSi3O8

• Plagioclasas (CaAl2Si2O8 Anortita y NaAlSi3O8

Albita)

• Cuarzo SiO2

Tetraedros en armazón tridimensional. Todos los tetraedros comparten sus cuatro oxígenos, lo

que conduce a una completa neutralidad. Esta condición sólo es

cumplida por el cuarzo.

El resto de los tectosilicatos: cada cuatro tetraedros hay uno que el Si tetravalente es sustituido por el Al

trivalente, lo que permite la existencia de cargas negativas para producir a unión con cationes como

el Ca, Na y K principalmente.

ORTOSA

6. TECTOSILICATOS

ORTOSA Feldespato potásico

KAlSi3O8

Feldespato alcalino, Hábito: Prismático. Dureza: Alta. Densidad: Baja. Color: Incolora, blanco grisáceo,

rosa carne.. Brillo: Vítreo a mate. Fractura: Irregular a concoidea. Variedades: Amazonita

(microclina de color verdoso o azulado)

Dureza 7 (raya el cristal). Trigonal. Cristales en forma de prismas

hexagonales. Brillo vítreo. El color es muy

variable desde incoloro a negro. Mineral petrogenético abundante

en rocas ígneas ácidas

CUARZO SiO2

VARIEDADES Cristal de roca: Transparente e

incoloro. Amatista: Transparente y de color

morado. Cuarzo rosa. Cuarzo citrino: Amarillo claro. Cuarzo lechoso: Blanco, casi opaco.

Brillo ligeramente craso. Cuarzo ahumado: Desde gris a

negro.

Cristal de roca

Amatista

Cuarzo rosa

Cuarzo lechoso

Cuarzo citrino

Cuarzo ahumado

Cristales de Cuarzo

(variedad pura o cristal de roca)

SiO2

amatista

Cuarzo rosa

Cuarzo ahumado

Tallado para joyería

Cuarzo lechoso

Cuarzo (Variedades criptocristalinas)

FIBROSAS: Calcedonia: Pardo a gris, translúcida,

brillo céreo. Color y la formación de bandas da

lugar a una serie de variedades, (cornalina, roja; heliotropo, verde con puntos rojos, o jaspeados; ágata, con bandas concéntricas, cuando son blancas y negras se denomina ónice); cornalina, calcedonia roja.

Ágata

Cuarzo-calcedonia

Variedad microcristalina: Ágata

GRANUDAS: Sílex: Calcedonia mate y de

color oscuro, en nódulos, fractura concoidea, con aristas cortantes.

Jaspe: rojo con inclusiones de oligisto.

Ojo de tigre: sílice pseudomorfa de asbesto, amarillo, pardo, o azul verdoso.

Ojo de Tigre

Jaspe

Cuarzo-jacinto de compostela

Bordes cortantes

Variedad microcristalina:

Sílex o pedernal

Sílex

AMORFAS: Ópalo: Incoloro, blanco,

amarillo, rojo verde, azul, gris, con colores incluso más oscuros debido a impurezas.

Ópalo de fuego es la variedad con intensos reflejos anaranjados.

Ópalo

Ópalo de fuego

Hábito: Masas granulares y en granos redondeados. A veces tabular.

Dureza: Alta. Densidad: Baja. Color: Blanco a grisáceo. Raya: Blanca a gris. Brillo: Vítreo. Fractura: Irregular a concoidea.

Plagioclasa serie albita-anortita NaAlSi3O8 - CaAl2Si2O8

Geoda de cuarzo

Casi todos los granos de arena de las

playas son de cuarzo

Vidrio

Tecnología digital

Material de construcción

Alfarería

http://images.google.es/imgres?imgurl=http://www.e-negociostlaxcala.com.mx/work/resources/LocalContent/1422/1/Arfareria.jpg&imgrefurl=http://www.e-negociostlaxcala.com.mx/wb2/enegocios/Art_Alfareria&h=255&w=295&sz=58&tbnid=8rD9Asj-jA4J:&tbnh=95&tbnw=110&hl=es&start=31&prev=/images?q=vasija+barro&start=20&hl=es&lr=&sa=N

BIBLIOGRAFÍA.PÁGINAS WEB.

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http://www2.montes.upm.es/Dptos/DptoSilvopascicultura/Edafologia/aplicaciones/GUIA MINERALES















estaurolita

labrodiorita

3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS MINERALES

3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS MINERALES

• Las propiedades físicas de los minerales son constantes, o cuando mucho, variables dentro de límites bien definidos.

• Existen propiedades físicas de dos tipos: mecánicas y ópticas.

• Las propiedades físicas mecánicas (PFM) se determinan aplicando un esfuerzo mecánico al mineral y las propiedades físicas ópticas (PFO) se determinan mediante la incidencia de un rayo luminoso sobre el mineral.

Propiedades que dependen de la estructura cristalina

Propiedades que dependen de la composición química

3.1. HABITO

• No se considera como propiedad física, sino

como un aspecto morfológico de los minerales.

• Es la forma y tamaño de un cristal o agregado de cristales. Se puede decir que las caras de un cristal perfectamente formado constituyen su hábito, pero también se incluyen en este término malformaciones características de cristales, distribuciones de tamaños en agregados y muchas otras características distintivas.

3.1. HABITO

• Es más fácil de determinar que el sistema cristalino y las siguientes son las calidades más comunes:

• Isométrico con aspecto individual de cubo; • Tabular (laminar) con aspecto individual de tabla o lámina; • Prismático (acicular) con aspecto individual de prisma o

aguja; • Granular con aspecto de agregado de granos; • Botroidal (mamelar) con aspecto de agregados en forma

de copas invertidas; • Dendrítico con aspecto de agregados con formas de ramas

de árboles; • Reniforme con aspecto de agregados con forma de riñones; • Drusa con aspecto de agregados con crecimiento radial.

Hábito acicular (en forma de agujas) de la mesolita

Es la forma usual de presentarse los cristales minerales o los agregados de cristales.

Hábito laminar de la mica Agregados arriñonados de la

goethita

Hábito hojoso

Hábito botroidal

Hábito masivo

Hábito fibrorradiado

Hábito dendrítico

Hábito filiforme

3.2. EXFOLIACION (CLIVAJE) (PFM)

• Es la propiedad física que posee un mineral por medio de la cual se rompe a lo largo de superficies planas. Estos planos están relacionados con los arreglos internos de los iones constituyentes. Para determinar esta propiedad se debe aplicar al mineral un esfuerzo de rotura y las superficies de rotura deben de ser planas y paralelas en una misma dirección.

3.2. EXFOLIACION (CLIVAJE) (PFM)

• De acuerdo a la orientación de los planos en el espacio, la exfoliación puede ser:

• En 1 dirección, • En 2 direcciones, • En 3 direcciones. • De acuerdo a la calidad de los planos de

exfoliación puede ser: • Perfecta, • Buena, • Regular.

3.3. FRACTURA (PFM)

• Esta propiedad se presenta cuando el mineral se rompe a lo largo de superficies irregulares. Para determinarla se debe aplicar un esfuerzo de rotura. Hay ciertos minerales que poseen fracturas diagnósticas.

3.3. FRACTURA (PFM)

• La fractura puede tener las siguientes calidades:

• Concoidea cuando se presentan planos cóncavos y convexos,

• Fibrosa cuando el aspecto de los planos es fibroso,

• Ganchuda cuando los planos de rotura poseen ganchos,

• Irregular cuando los planos de rotura poseen una forma irregular,

• Astillosa cuando los planos de rotura tienen aspecto de astillas de madera.

3.3. FRACTURA (PFM)

3.3. FRACTURA concoidea

Exfoliación en láminas de la mica

Exfoliación en romboedros de la calcita

Al romperse se originan nuevas caras planas

Al romperse se originan caras curvas o

irregulares

Sílex: tiene fractura concoidea

3.4. TENACIDAD (PFM)

• Es la resistencia que ofrecen los minerales cuando se les aplica esfuerzos de rotura, dobladura o corte.

• Existen varias calidades de tenacidad: • Dúctil cuando el mineral se transforma en hilo, • Maleable cuando el mineral se transforma en lámina, • Elástico cuando el mineral soporta el esfuerzo y

regresa a su estado original, • Flexible cuando el mineral se deforma

permanentemente debido al esfuerzo, • Séctil cuando el mineral se corta como un queso, • Frágil cuando el mineral se transforma en pedazos.

3.5. BRILLO (PFO)

• Es la apariencia de la superficie fresca de un mineral, que varía según la intensidad de la luz reflejada. Existen dos calidades generales de brillo:

• Metálico cuando el mineral tiene apariencia de metal,

• No metálico cuando la apariencia es diferente a la del metal, pudiéndose tener las siguientes categorías: adamantino, bléndeo o resinoso, córneo, graso, nacarado, sedoso, vítreo, terroso.

Es el aspecto de la superficie de un mineral cuando refleja la luz.

Brillo metálico, que refleja fuertemente la luz.

Los minerales de brillo metálico son opacos.

Brillo no metálico Los no metálicos son de colores claros y transparentes al menos cuando se cortan en láminas muy delgadas. Las distintas variedades son:

vítreo: que tiene reflejo de vidrio. adamantino: muy luminoso.

graso: recuerda al aceite.

Cuarzo (vítreo) Azufre (graso)

Diamante (adamantino)

Galena

3.5. BRILLO METÁLICO

3.5. BRILLO NACARADO

3.5. BRILLO SEDOSO

3.5. BRILLO VÍTREO

3.5. BRILLO GRASO

3.6. COLOR (PFO)

• Es la apariencia de la superficie fresca de un mineral a la longitud de onda de la luz reflejada. Las calidades de esta propiedad están dadas basándose en los nombres de los colores que existen. No se considera una propiedad diagnóstica debido a que el mismo mineral puede presentar diferente color de acuerdo a las impurezas que contiene.

3.6. COLOR (PFO)

3.6. COLOR (PFO)

3.6. COLOR (PFO)

3.6. COLOR (PFO)

3.6. COLOR (PFO)

3.7. RAYA (PFO)

• Es el color del polvo fino del mineral sobre una placa de porcelana. Esta propiedad puede ser diferente al color y es más diagnóstica que el mismo debido a que la raya posee el mismo color aún cuando el mineral contiene impurezas.

3.7. RAYA (PFO)

3.8. DIAFANIDAD (PFO)

• Es la apariencia que presenta un mineral en luz transmitida. Las calidades más comunes son:

• Opaco cuando no se transmite luz a través del mineral,

• No opaco cuando se transmite luz a través del mineral y pueden presentarse dos categorías: translúcido (cuando se transmite luz por las esquinas y bordes del mineral) y transparente (cuando se transmite luz a través de todo el mineral).

3.9. DUREZA (PFM)

• Es la resistencia de la superficie tersa de un mineral a la abrasión o, lo que es lo mismo, a ser rayada. Esta propiedad está controlada por el arreglo iónico interno de los elementos y por el tipo de enlaces. También se reconoce que la dureza es una propiedad vectorial, ya que dentro de un mismo mineral no es la misma en todas las direcciones.

3.9. DUREZA (PFM)

• Se abrevia en los libros con la letra H de la palabra hardness en inglés. Existe una escala de dureza hecha por el minerólogo Friedrich Mohs (1.773 - 1.839) que es denominada, en honor a su inventor, la Escala de Dureza de Mohs. Esta escala está representada por especies minerales que se numeran del 1 al 10 y constituyen una jerarquía cualitativa y no cuantitativa.

3.9. DUREZA (PFM)

• La escala es la siguiente: • 1 = TALCO • 2 = YESO • 3 = CALCITA • 4 = FLUORITA • 5 = APATITO • 6 = ORTOCLASA • 7 = CUARZO • 8 = TOPACIO • 9 = CORINDON (SAFIRO, RUBI) • 10 = DIAMANTE.

Es la resistencia que ofrece un mineral a ser rayado. En la escala de Mohs se clasifica la dureza en una escala de 1 a 10. El mineral de dureza

1 es el más blando mientras el diamante con dureza 10 es el más duro. El cuarzo (dureza 7) raya a los minerales de menor dureza, como la calcita (dureza 3). El

diamante raya a todos.

DUREZA MINERAL MATERIAL QUE LO RAYA

1 TALCO Uña.

2 YESO Uña.

3 CALCITA Una moneda o un cuchillo.

4 FLUORITA Un clavo de acero.

5 APATITO Trozo de vidrio.

6 ORTOSA Cortaplumas.

7 CUARZO Lima de acero.

8 TOPACIO Tela esmeril de calidad.

9 CORINDON Raya todos los anteriores

10 DIAMANTE Raya todos los minerales

3.9. DUREZA (PFM)

• Existe una escala da dureza práctica donde:

• 2,5 = uña

• 3 = moneda

• 5 = cuchilla común o navaja

• 5,5 = vidrio común

• 6,5 = lima de acero o placa de porcelana.

3.9. DUREZA (PFM)

3.10. GRAVEDAD ESPECÍFICA

• Es la relación numérica entre el peso de una sustancia y el peso de un igual volumen de agua a 4ºC. También se la denomina peso específico y se abrevia en los libros con la letra G.

• El peso específico de los minerales aumenta con el número de masa de los elementos que lo constituyen y con la proximidad o apretamiento en que los iones estén arreglados en la estructura cristalina. La mayoría de los minerales que forman rocas tienen un peso específico de aproximadamente 2,7, los minerales metálicos por lo general tienen pesos específicos de más de 5 y el más elevado de todos, 19,3, corresponde al oro.

3.10. GRAVEDAD ESPECÍFICA

• En la práctica y con la ayuda de una balanza es posible calcular el peso específico a través de la siguiente fórmula:

• W aire

• G = ----------------------

• W aire - W agua

• donde G = peso específico, W aire = peso en el aire y W agua = peso en el agua

3.11. OTRAS PROPIEDADES

• Las propiedades descritas pueden aplicarse a la mayoría de los minerales comunes.

• Otras propiedades están asociadas solo con pocas especies minerales e incluyen:

• Susceptibilidad magnética como en el caso de la Magnetita,

• Olor como en el caso del Azufre, • Gusto como en el caso de la Halita, • Doble refracción como en el caso de la Calcita, • Conductividad eléctrica como en la mayoría de los

minerales metálicos, • Piezoelectricidad como en el caso del cuarzo, • Etc.

3.11. OTRAS PROPIEDADES

Doble refracción o birrefringencia de la calcita

Efervescencia en una roca caliza en contacto con un ácido fuerte (por ejemplo ác. clorhídrico o ác.

sulfúrico)

La efervescencia es la formación de burbujas

de gas por una reacción química.

Se someten los minerales y rocas a experimentos químicos para hacerlos reaccionar y averiguar así su composición.

4. LAS ROCAS: EL CICLO LITOLÓGICO


• Una roca puede definirse como una asociación natural de minerales que forma la Tierra y especialmente la litosfera. Debido a su heterogeneidad, las rocas no tienen composición fija, y por tanto, no se pueden representar mediante una fórmula química.

• La composición de una roca depende de los minerales que la integran y de sus proporciones. Según éstas, se pueden distinguir unos minerales fundamentales que caracterizan a cada tipo de roca, y otros accesorios, que se encuentran en pequeñas proporciones o pueden faltar.


• Todas las rocas proceden de otras rocas que han ido cambiando a lo largo del tiempo, transformándose a través de procesos diversos, siguiendo un patrón cíclico. Es he llamado ciclo litológico, en el que se relacionan temporalmente las rocas sedimentarias, las metamórficas y las magmáticas.


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Tema 4 los materiales de la litosfera terrestre minerales y rocas