Clasificación y Propiedades Físicas de los Minerales: Identificación Geológica


Clasificación Química de los Minerales (Clases de Strunz)

La clasificación de los minerales se basa en su composición química y estructura interna, siguiendo las clases principales:

  • CLASE III: Halogenuros (F, Cl, Br, I: flúor, cloro, bromo, yodo).
  • CLASE IV: Óxidos e Hidróxidos (O, OH).
  • CLASE V: Nitratos (GvN8A8QBI4LR9O6SAAAAAElFTkSuQmCC ), Carbonatos (cBcEWsHQVaNtkAAAAASUVORK5CYII= ), y Boratos (JXJPYgyc9Q+PkaZnr9NHPwAAAABJRU5ErkJggg== ).
  • CLASE VI: Sulfatos (z0AAAAABJRU5ErkJggg== ), Cromatos (PzqnB7cAAAAASUVORK5CYII= ), Molibdatos (8Ex7dq3wPhNE6DPeJfeYvnMPwlvocIp+geuuF8ojBHSMAAAAABJRU5ErkJggg== ), y Wolframatos (MuwLFHRwS0Q0FdwAAAAASUVORK5CYII= ).
  • CLASE VII: Fosfatos (QPeiss8YROEAkAAAAASUVORK5CYII= ), Arseniatos (uEhz8AeG0py0vvCvzAAAAAElFTkSuQmCC ), y Vanadatos (Y6Q5KalfQ1QAAAABJRU5ErkJggg== ).

Propiedades Ópticas y de Color

Color

  • Alocromáticos: Minerales cuyo color se debe a impurezas o defectos estructurales (ej. Fluorita, Turmalina).
  • Idiocromáticos: Minerales cuyo color es inherente a su composición química (ej. Calcopirita, Azurita, Malaquita).

Brillo (Luster)

El brillo es la forma en que la superficie de un mineral refleja la luz. Puede ser:

  • Metálico: Intenso (ej. Galena, Pirita, Bornita, Magnetita).
  • Mate: Apariencia terrosa (ej. Limonita).
  • Sedoso: Similar a la seda (ej. Yeso fibroso, Malaquita, Asbesto).
  • Vítreo: Similar al vidrio (ej. Turmalina, Cuarzo, Fluorita).
  • Adamantino: Brillo extremo, como el diamante (ej. Diamante, Anglesita).
  • Graso: Apariencia de capa grasa o aceite (ej. Azufre, Cordierita).
  • Resinoso: Similar a la resina (ej. Ópalo, Esfalerita, Rejalgar, Ámbar).
  • Nacardo: Aperlado (ej. Nácar, Biotita, Moscovita).

Propiedades Mecánicas y de Densidad

Dureza

La dureza es la resistencia de un mineral a ser rayado. Depende del enlace químico (enlaces fuertes = más duro; enlaces débiles = más blando) y de la estructura cristalina (cómo están ordenados los átomos).

Escala de Mohs

La escala de Mohs clasifica la dureza relativa:

  • 1: Talco
  • 8: Topacio
  • 9: Corindón

Clasificación por Dureza

  • Muy Blandos (1-2): Rayados por la uña (ej. Talco, Yeso).
  • Blandos (2-3): Rayados por una moneda (ej. Moscovita, Biotita).
  • Semiduros (3-5): Rayados por una navaja (ej. Fluorita, Hematita).
  • Duros (5-7): Rayan el vidrio (ej. Feldespato, Pirita).
  • Muy Duros (7-10): Rayan el vidrio fácilmente (ej. Topacio, Corindón, Granate).

Raya

La raya es el color del residuo del mineral al ser rayado sobre una placa de porcelana. Es una propiedad constante y fiable para la identificación.

Peso Específico

El peso específico es la relación entre el peso de un mineral y el peso de un volumen igual de agua a 4°C.

  • Alto Peso Específico: (ej. Galena, Bornita, Scheelita).

Las propiedades de los minerales dependen de cómo están distribuidos los electrones y cuántos protones tienen sus átomos.

Estructura Cristalina y Enlaces

Cristal

Un cristal posee una geometría definida (caras, vértices, aristas). Si en su ordenamiento interno los átomos se encuentran ordenados, el cristal tiene una forma definida.

Enlace Químico

Los minerales se forman a través de la unión de átomos por enlaces químicos. El enlace químico determina las propiedades físicas y químicas del mineral. Si el átomo o el enlace cambian, sus propiedades también lo hacen.

Clasificación de Silicatos

La estructura cristalina de los silicatos tiene como unidad básica el tetraedro de ion silicato (qmyb3C6Kf3FOGjVHgAAAAAElFTkSuQmCC ), que se une formando cadenas o estructuras más complejas.

  • Nesosilicatos

    Tetraedros de qmyb3C6Kf3FOGjVHgAAAAAElFTkSuQmCC aislados y unidos solo por cationes metálicos. Son duros, densos y resistentes.

  • Sorosilicatos

    Dos tetraedros de qmyb3C6Kf3FOGjVHgAAAAAElFTkSuQmCC comparten un oxígeno, uniéndose por un vértice y formando grupos de YayAp1uwatTMxf6h2Nzp0KNZsAAAAASUVORK5CYII= .

  • Ciclosilicatos

    Formados por grupos de 3, 4 o 6 tetraedros (qmyb3C6Kf3FOGjVHgAAAAAElFTkSuQmCC ) unidos por vértices, formando anillos. Ejemplos de anillos: 3 (pC9MzTpDuDRdyYvwqtDyC6CpyPxA20rVF037OWDAAAAAElFTkSuQmCC ), 4 (E7hG9QU8RJjeAzg4LwAAAABJRU5ErkJggg== ), 6 (yiVfDxxRxL8e6XlGfwHppgVJNEZXWwAAAABJRU5ErkJggg== ).

  • Inosilicatos

    Están formados por cadenas de tetraedros:

    • Cadena Simple o Lineales (Piroxeno): qmyb3C6Kf3FOGjVHgAAAAAElFTkSuQmCC . Comparten dos átomos de oxígeno con vecinos.
    • Cadena Doble (Anfíbol): 8VgEtroxXANEvkGtaOX1jeFn3YAAAAASUVORK5CYII= . Comparten dos o tres átomos de oxígeno.
  • Filosilicatos

    Cada tetraedro comparte tres átomos de oxígeno con vecinos, formando una estructura laminar. Esto genera uniones más fuertes dentro de la misma capa, pero más débiles en capas adyacentes, por lo que estos minerales se exfolian fácilmente.

  • Tectosilicatos

    Todos los oxígenos (cuatro oxígenos por tetraedro) están compartidos con tetraedros adyacentes, formando una red tridimensional continua. Esto genera una estructura muy resistente.

Sistemas Cristalinos

Los sistemas cristalinos son siete clasificaciones que agrupan a los cristales según la longitud y los ángulos de sus ejes cristalográficos (líneas imaginarias que atraviesan el cristal y ayudan a describir su simetría).

  1. Cúbico: Tres ejes iguales, ángulos de 90°.
  2. Tetragonal: Dos ejes iguales, uno distinto, ángulos de 90°.
  3. Hexagonal: Dos ejes iguales, uno distinto. Ángulos de 90°, 120° y 60°.
  4. Trigonal o Romboédrico: Lados iguales, ángulos iguales, pero no de 90°.
  5. Rómbico: Todos los lados iguales, ángulos de 90°.
  6. Monoclínico: Todos los lados diferentes. Dos ángulos de 90° (γ=90°), uno distinto (β≠90°).
  7. Triclínico: Todos los lados diferentes (a≠b≠c) y todos los ángulos distintos de 90° (α≠β≠γ≠90°).

Celda Unitaria

La celda unitaria es la parte más pequeña del cristal que se repite en el espacio para formar toda la estructura. Al repetirse en tres dimensiones, forma la red cristalina, dando origen a los sistemas cristalinos.

Hábito de los Minerales

El hábito de los minerales describe cómo se presenta un mineral desde el punto de vista de su forma externa. Depende de:

  • El sistema cristalino (estructura interna de los átomos).
  • Las condiciones físicas durante su formación (presión, temperatura, composición química, tiempo de crecimiento).

Es importante notar que minerales con la misma estructura cristalina pueden tener hábitos distintos, y un mineral puede tener más de un hábito. Minerales con el mismo hábito pueden tener estructuras cristalinas diferentes.

Tipos de Hábitos

  • Acicular: Como aguja.
  • Fibroso: Como fibra.
  • Laminar: Fibroso, hojoso o micáceo.
  • Prismático o Columnar.
  • Tabular: Prismas cortos o aplastados.
  • Cúbico.
  • Radial.
  • Granular: Formado por granos.
  • Oolítico: Formado por microesferas, como huevos muy pequeños.
  • Botroidal: Como racimos de uva.
  • Globular: Como esferas redondeadas.
  • Reniforme: Semejante a riñones.
  • Coraloide: Aspecto como el coral.
  • Dendrítico: Forma de rama de árbol.
  • Capilar o Filiforme: Como cabello.
  • Estalactítico: Aspecto de estalactitas o estalagmitas de las cavernas.
  • Reticulado: Forman una red.
  • Geoda o Drusa: Cavidad recubierta con cristales de ciertos minerales.
  • Arborescente: Ramas de árboles.
  • Mamilar y Bandeado: Con forma de mamas.
  • Lenticular o Escamoso: Forma de disco (discoidal) aplanado o escamas.
  • Concéntrico: Una o más capas superpuestas alrededor de un centro común.
  • Masivo: Forma irregular sin presencia de forma definida.
  • Terroso: Forma irregular y terrosa.
  • Poliédrico: Cristales bien desarrollados con formas geométricas definidas.

Transparencia y Propiedades Ópticas

La transparencia es la capacidad de un mineral para dejar pasar la luz. Existen cuatro tipos:

  1. Transparentes: Dejan pasar totalmente la luz. Se puede ver a través de ellos claramente, sin importar su grosor (ej. Cuarzo cristalino, Yeso, Halita).
  2. Semitransparentes: Dejan pasar parte de la luz, pero no con tanta claridad como los transparentes (ej. Yeso, Calcita).
  3. Translúcidos: La luz atraviesa el mineral, pero no se puede ver con nitidez a través de él (solo se nota el brillo o el resplandor) (ej. Ágata, Jade, Esfalerita).
  4. Opacos: No dejan pasar la luz, ni siquiera en polvo o en láminas muy delgadas (ej. Pirita, Magnetita, Calcosina).

Exfoliación y Fractura

Exfoliación o Clivaje

La exfoliación o clivaje es la rotura de un mineral a lo largo de planos atómicos con enlaces débiles, formando caras planas. Está relacionada con la estructura interna (ordenamiento atómico), y solo algunos minerales la presentan.

Tipos de Exfoliación

  • Cúbica
  • Octaédrica
  • Dodecaédrica
  • Romboédrica
  • Prismática
  • Laminar

Calidad de la Exfoliación

  • Muy perfecta
  • Perfecta
  • Buena
  • Imperfecta

Fractura

La fractura ocurre cuando un mineral se rompe de forma irregular, sin seguir planos definidos, generando superficies desiguales o curvas.

Tipos de Fractura

  • Irregular o Desigual: La más común, origina superficies bastas e irregulares (ej. Caolinita).
  • Concoidea: Superficie curvada, lisa y suave, similar a la cara interior de una concha (ej. Obsidiana).
  • Fibrosa o Astillosa: Se rompe en forma de fibra o astilla (ej. Actinolita, Cianita, Yeso fibroso).
  • Ganchuda: Se rompe en una superficie dentada, con filos puntiagudos (ej. Plata nativa).
  • Terrosa: El mineral se rompe fácilmente con la mano, generando polvo y terrones (ej. Limonita).

Tenacidad

La tenacidad es la resistencia de un mineral a romperse, partirse o deformarse, y representa su grado de cohesión interna.

  • Frágil: Se rompe fácilmente al golpearlo.
  • Muy Tenaz: Resiste fuertes golpes y cuesta romperlo.
  • Maleable: Puede ser deformado en hojas delgadas por percusión (deformación plástica).
  • Séctil: Puede cortarse en virutas delgadas con un cuchillo.
  • Dúctil: Puede estirarse o deformarse en forma de hilo o alambre.
  • Flexible: Puede ser doblado, pero no recupera su forma original, quedando con deformación permanente.
  • Elástico: Recupera su forma original cuando cesa la fuerza que lo deformó.

Propiedades Químicas y Misceláneas

Solubilidad

La solubilidad es la capacidad del mineral para disolverse (en agua o ácidos), útil para su identificación.

Magnetismo

El magnetismo permite identificar minerales con hierro, manganeso o níquel, ya que son atraídos por un imán (ej. Pirrotina, Magnetita).

Radiactividad

La radiactividad la poseen algunos minerales que contienen uranio, torio o radio, y se detecta con equipos especiales como el contador Geiger-Müller.

Luminiscencia

La luminiscencia es la capacidad de emitir luz cuando son excitados por una fuente de energía.

  • Fluorescencia

    El mineral emite luz mientras está siendo excitado por radiación ultravioleta, rayos X o electrones. La luz desaparece inmediatamente al retirar la fuente (ej. Fluorita, Willemita, Calcita).

  • Fosforescencia

    Similar a la fluorescencia, pero la luz persiste un tiempo después de retirar la fuente de energía (ej. Esperita, Willemita, Celestina).

  • Termoluminiscencia

    El mineral emite luz cuando se calienta, debido a la liberación de energía acumulada (ej. Feldespatos, Apatito, Fluorita).

  • Triboluminiscencia

    Se produce al romper, frotar o fracturar un mineral, generando cargas eléctricas internas que emiten luz (ej. Cuarzo, Espato de Islandia, Fluorita).

Sabor y Olor

Sabor

  • Salado: Halita.
  • Agrio: Calcantita.
  • Fresco: Nitrato de sodio y potasio.

Olor

  • Podrido: Azufre.
  • Ajo: Al calentar minerales que contienen Arsénico.
  • Sulfuroso: Olor a dióxido de azufre al calentar minerales que contienen Sulfuros.

Otras Propiedades de Identificación

  • Adherencia a la Lengua: Crisocolas.
  • Tacto: Dejan huellas al palparlos (ej. Limonita, Molibdenita). La Especularita deja partículas brillantes.
  • Efervescencia: Los carbonatos efervescen con ácido clorhídrico.

Maclas y Polimorfismo

Maclas

Las maclas son uniones simétricas de dos o más cristales del mismo mineral, formadas según leyes geométricas. Se producen cuando los cristales comparten planos o ejes de simetría de manera ordenada, lo que da lugar a patrones repetitivos o interpenetrados. Son útiles para identificar minerales con estructuras parecidas.

Tipos de Maclas

  • De Contacto: Cristales unidos por una superficie plana, como si estuviesen pegados.
  • Polisintéticas: Agrupa varios cristales según la dirección de un solo plano.
  • Penetración: Dos cristales se interpenetran dando una sola estructura.
  • Cíclicas: Agrupa a varios cristales que llegan a cerrarse en sí mismos en forma circular o de estrella.

Polimorfismo

El polimorfismo es la característica que poseen algunos minerales de tener la misma fórmula química, pero diferente estructura cristalina (es decir, distinto ordenamiento atómico).

Ejemplos de Polimorfismo

  • Pirita – Marcasita
  • Calcita – Aragonito
  • Cuarzo – Tridimita – Cristobalita
  • Grafito – Diamante

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