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MINERALOGÍA  GENERAL  Y  LABORATORIO.. 1

INTRODUCCIÓN. 1

LA MINERALOGÍA Y LAS CIVILIZACIONES. 3

HISTORIA DE LA MINERALOGÍA. 4

RAMIFICACIONES DE LA MINERALOGÍA. 7

MINERALOGÍA  SISTEMÁTICA.. 8

CLASIFICACIÓN MINERALÓGICA EN FUNCIÓN DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA.. 8

MINERALES NATIVOS.. 9

SULFUROS.. 10

SULFOSALES.. 11

TELUROS  Y  ARSENIUROS.. 12

OXIDOS.. 13

HIDROXIDOS.. 14

HALOGENUROS.. 15

CARBONATOS.. 16

SULFATOS. 17

BORATOS                  ARSENIATOS. 18

VANADATOS                  FOSFATOS. 19

TUNGSTATOS                  MOLIBDATOS. 19

NITRATOS                 CROMATOS. 19

 

 

MINERALOGÍA  GENERAL  Y  LABORATORIO

 

 

INTRODUCCIÓN.

 

La Mineralogía es la ciencia que estudia a los minerales bajo los conceptos de origen, estructura interna, forma externa, composición, propiedades físicas y químicas, asociaciones, usos y aplicaciones.

 

            El objetivo fundamental de la Mineralogía es dilucidar los aspectos químicos y físicos, así como la evolución geológica de la corteza terrestre.

 

            Existe una variada gama de definiciones que se tienen para mineral, desde el punto de vista geológico se considera a un sólido de origen inorgánico, con estructura interna definida y que posee propiedades físicas y químicas bien definidas además de que puede ser representado mediante una fórmula química; considerándose que puede manifestarse en forma de cristales bajo condiciones favorables.

 

            En términos estrictos, lo que caracteriza plenamente a un mineral es:

·      su estructura interna definida

·      propiedades físicas y químicas definidas

·      representación mediante una fórmula química

 

            Las otras características son también necesarias bajo ciertas excepciones.

 

Los minerales pueden presentarse en un estado líquido como el mercurio, un mineral nativo; o el agua que corresponde a los óxidos, estableciéndose para éste último como la presentación líquida del mineral hielo.

 

El origen inorgánico no es exclusivo para los minerales, ya que conocido es el origen del diamante, del aragonito, las fosforitas y la sílice como orgánicos.

 

El hecho de que los minerales se presenten en cristales apreciables a simple vista, pone de manifiesto que tuvieron suficiente espacio, así como el tiempo y presión y temperatura adecuadas para su formación; no siendo así para los minerales micro o criptocristalinos.

 

La estructura interna definida, esto es, el orden interatómico o interiónico tridimensional, es representativa de la materia cristalina, sin embargo, si un sólido inorgánico carece de esta propiedad se le conoce como mineraloide.

 

Independientemente de la localidad, una especie mineral siempre tendrá las mismas propiedades físicas y químicas y dentro de las primeras, las propiedades ópticas son las que definen a un mineral.

 

Por último, la representación mediante una fórmula química, descarta a los productos de fundición y a las aleaciones sintéticas.

 

            La palabra mineral se deriva del latín “minare”, que significa practicar la minería.

 

            La Cristalografía, es la ciencia que estudia a los cristales en su estructura interna, forma externa y las leyes que gobiernan el crecimiento de los cristales. Su desarrollo inicial esta íntimamente ligado a la Mineralogía, pero en la actualidad dada su especialización del orden en la materia, que incluye a lo orgánico, se desprende y especializa como una ciencia independiente. La cual suele dividirse en cuatro partes principales:

Cristalografía Geométrica, que se ocupa de la forma externa de los cristales; Cristalografía Estructural, la cual trata de la descripción y determinación de la geometría de la estructura interna; Cristalografía Química, que describe y estudia la disposición estructural de los átomos o iones y las uniones entre éstos; y la Cristalografía Física, la cual explica y describe las propiedades físicas de los cristales.

 

            La Cristaloquímica es definida como la ciencia que estudia las relaciones entre la estructura cristalina de los cuerpos y sus propiedades físicas y químicas. El objetivo de ésta ciencia es predecir las propiedades físicas y químicas de un cuerpo cuya estructura sea conocida, así como elaborar una sistemática de tipos estructurales a los que se pueda asociar cierto número de propiedades físicas y químicas. Esta interrelación se puede manifestar como sigue:

“La naturaleza química, más el tipo de enlace químico, más el arreglo interno definido de átomos o iones; son función directa de las propiedades físicas y químicas de los minerales”

 

            Por otro lado, debemos de entender por cristal a un sólido homogéneo que posee un orden interno tridimensional y que se encuentra delimitado por superficies planas.

 

            Otras definiciones que debemos tener en mente son las siguientes:

            Roca, es una asociación armónica de minerales.

            Mena, es una asociación de minerales con rendimiento económico.

            Ganga, los minerales sin valor económico presentes en la mena.

            Gema, cualquier mineral, mineraloide o mineral orgánico utilizados con fines ornamentales.

 

 

LA MINERALOGÍA Y LAS CIVILIZACIONES.

 

            El desarrollo de la Mineralogía es relativamente reciente, aunque los minerales, cristales y rocas fueron los primeros materiales usados en el desarrollo de la civilización.

 

            En la edad de piedra, las rocas o piedras se labraron en diversas formas y se emplearon para diferentes objetivos, incluso como armas; utilizándose inicialmente sin pulir y con el tiempo se fueron descubriendo métodos que permitían pulimentarlas.

 

            A medida que se desarrollaba el conocimiento sobre las rocas y minerales, y fue posible obtener metales de ellos, surgiendo sucesivamente las edades del bronce, del hierro y del carbón.

 

            Debido al enorme progreso que se ha experimentado en la ciencia y en la tecnología, se ha generado un gran aumento en el empleo de los metales y minerales, por lo que a los sucesivos periodos de progreso se les ha llamado:

 

            Era de la máquina

            Era del motor

            Era del petróleo

            Era atómica

            Era nuclear

 

            El empleo de los minerales ha aumentado considerablemente a causa de las guerras mundiales.

 

            Además, se han desarrollado muchos nuevos usos industriales para los minerales conocidos desde hace mucho tiempo. Como ejemplos, se tiene al cuarzo variedad cristal de roca el cual se emplea actualmente en el control de frecuencias en modernos aparatos de radio y electrónicos; el diamante es utilizado en los rápidos y precisos procesos de mecanización de metales y otros materiales; la cianita en la preparación de porcelanas; el rutilo es una mena importante de titanio y éste metal se caracteriza por su bajo peso específico, elevado punto de fusión y su resistencia a la corrosión, propiedades importantes para la fabricación de motores a reacción.

 

            Con el desarrollo de la energía nuclear, han cobrado extraordinaria importancia todos aquellos minerales que contienen uranio o torio, tales como la uraninita y la betafita.

 

También es importante recordar que para satisfacer las necesidades tecnológicas actuales, se requieren grandes cantidades de minerales que contengan boro, litio, berilio, germanio y tierras raras (itrio, lantano, cerio, praseodimio, neodimio y samario).

 

            Los metales y minerales han ayudado a crear civilizaciones dominantes. Asimismo, la industria minera ha respaldado revoluciones industriales, avances tecnológicos y desarrollo económico, destacándose éstos en la economía internacional y han servido para medir la riqueza de un país.

 

            Actualmente los recursos minerales de una nación son la base de su poderío y depende de esos minerales en innumerables aplicaciones, desde la construcción de un edificio, la manufacturación de un televisor, de una computadora, de un turborreactor o la puesta en órbita de un satélite artificial.

 

 

HISTORIA DE LA MINERALOGÍA.

 

            Como se mencionó anteriormente, el surgimiento de la Mineralogía como ciencia es relativamente reciente, pero en la práctica de las artes mineralógicas es tan antigua como la civilización humana. Pigmentos naturales como el rojo y el negro, obtenidos de la hematita y de la pirolusita respectivamente, fueron usadas en las pinturas de las cavernas de los primeros hombres y las herramientas de pedernal fueron instrumentos valiosos durante la edad de piedra. Pinturas en tumbas encontradas en el valle del Río Nilo, realizadas hace aproximadamente 5,000 años, muestran coloraciones como el verde de la malaquita, óxidos de fierro y metales preciosos obtenidos al fundir menas y confeccionadas en delicadas gemas de lapislázuli y esmeraldas. Como la edad de piedra cedió a la edad de bronce, otros minerales como la casiterita fueron investigados, de los cuales obtuvieron nuevos metales.

 

            Se considera que el primer trabajo escrito sobre mineralogía fue realizado por el filósofo griego Theofrastus (372 - 287 a. C.), titulado Pery Lyton del que se conserva una parte considerable, y otra obra de él mismo titulada Tratado de los metales que se perdió. Cuatrocientos años después, Plinio registró el pensamiento mineralógico de su tiempo. Durante los siguientes siglos, pocos trabajos sobre minerales fueron publicados, los cuales contenían erudición y consejos con poca información verídica.

 

            El surgimiento de la Mineralogía como ciencia, bien puede ser señalado por la obra del físico alemán Georgius Agricola quien en 1556 publicó “De Re Metallica”, obra en la cual manifiesta las prácticas mineras y metalúrgicas de aquel tiempo e incluye el primer informe verdadero de minerales. Posteriormente, en 1669, Nicolas Steno hace un gran aporte a la Cristalografía, la “Ley de la constancia de los ángulos interfaciales”, propuesta a partir del estudio de cristales de cuarzo, en donde independientemente del origen, tamaño u hábito cristalino, los ángulos entre caras correspondientes son constantes.

 

            Más de un siglo pasó antes de que la siguiente contribución fuera hecha. En 1780 Carangeot inventó un dispositivo para medir los ángulos interfaciales de los cristales, esto es, el goniómetro de contacto. Romé de L´isle, en 1783, hizo mediciones angulares sobre diferentes cristales, confirmando de ésta manera la ley de la constancia de los ángulos interfaciales. En el siguiente año, 1784, René J. Haüy demostró que los cristales son construidos por apilamiento y sin interrupción de pequeños bloques idénticos, a los cuales él llamó moléculas integrales, término que subsiste casi en su sentido original en las celdas unitarias de la Cristalografía moderna. Posteriormente este físico francés, en 1801 desarrolla la teoría de los índices racionales para las caras de los cristales.

 

            A principios del Siglo XIX, fueron hechos rápidos avances en el campo de la Mineralogía. En 1809, Wollaston inventó el goniómetro de reflexión, mediante el cual se realizan mediciones exactas y precisas de las posiciones de las caras de los cristales. Por lo que el goniómetro de contacto aportó los datos necesarios para estudiar la simetría de los cristales y el goniómetro de reflexión proporciona mediciones exactas de los cristales tanto naturales como sintéticos. Estos datos hacen a la cristalografía una ciencia exacta.

 

            Entre 1779 y 1848 el químico sueco Berzelius y sus discípulos, estudiaron la química de los minerales y desarrollaron los principios de la actual clasificación química de los minerales.

 

            En 1815, el naturalista francés Cordier aplicó su microscopio a fragmentos de minerales triturados y sumergidos en agua, con esto da inicio al “método de inmersión” el cual fue desarrollado posteriormente como una técnica importante para el estudio de las propiedades ópticas de los minerales. La utilidad del microscopio en el estudio de las propiedades ópticas de los minerales se incrementó de manera importante por la innovación, en 1828 por el escocés William Nicol, de un dispositivo polarizante que permite el estudio sistemático del comportamiento de la luz en las sustancias cristalinas.

 

            En la última parte del Siglo XIX, Fedorov, Schoenflies y Barlow, trabajaron independientemente y desarrollaron casi de manera simultánea las teorías para la simetría interna y el orden dentro de los cristales, con lo cual llegaron a ser los fundadores del trabajo posterior en Cristalografía de Rayos X.

 

            El descubrimiento más trascendente del Siglo XX es atribuido a Max Von Laue de la Universidad de Munich, quien sugirió un experimento ejecutado por Fiedrich y Knipping, el cual consistió en demostrar que los cristales podían difractar los Rayos X. De esta manera fue proporcionado por primera vez el arreglo periódico y ordenado de átomos en la materia cristalina. Casi de manera inmediata, la difracción de Rayos X llegó a ser un método poderoso para el estudio de los minerales y las demás sustancias cristalinas, y en 1914 las primeras determinaciones de la estructura cristalina fueron publicadas por W.H. Bragg y W.L. Bragg en Inglaterra.

 

            La aplicación de paquetes computacionales conjuntamente con modernos equipos de difracción y fluorescencia de Rayos X ha hecho posible la relativa rapidez en la determinación de estructuras cristalinas altamente complejas.

 

            El advenimiento de la microscopía electrónica y por tunelamiento para el estudio de los minerales a micro escala ha proporcionado aún otra herramienta poderosa utilizada en la actualidad de manera rutinaria, para el estudio de la química de los minerales compuestos, sintéticos y vidrios

 

Asimismo, la Mineralogical Society of America desde 1937 hace un reconocimiento cada año, a investigadores de diferentes nacionalidades, quienes han dirigido sus investigaciones para incrementar el conocimiento mineralógico y que sean consideradas como contribuciones al enriquecimiento científico de la Mineralogía.

 

A continuación se mencionan los autores y sus contribuciones en el desarrollo de la Mineralogía y que fueron galardonados por la Sociedad Mineralógica de América en los años recientes.

 

1977. Raimond Castaing, inventor de los microanálisis, uno de los primeros trabajos sobre la teoría de los análisis cuantitativos.

1978. James B. Thompson Jr., evaluación teórica de sistemas petrológicos; química cristalina de los anfíboles.

1979. William H. Taylor, cristalografía estructural; característica estructural de los feldespatos, zeolitas y aluminosilicatos.

1980. D. S. Korzhinskii, autor de Bases fisicoquímicas para el análisis de la paragénesis de minerales y de Teoría del zonamiento metasomático.

1981. Robert M. Garrels, estudios teóricos de la formación de menas; diagramas de fase para minerales de baja temperatura; coautor de Soluciones, minerales y equilibrio.

1982. Joseph V. Smith, cristalografía estructural de minerales formadores de rocas; mineralogía lunar y petrología; autor de Feldespatos (2 volúmenes).

1983. Hans P. Eugster, equilibrio sólido-fluido en sistemas hidrotermales; sedimentación química del agua en lagos salados.

1984. Paul B. Barton Jr., petrología de menas; la química y física de los procesos formadores de menas.

1985. Francis J. Turner, petrología metamórfica.

1986. Edwin Roedder, inclusiones fluidas en minerales.

1987. Gerald V. Gibbs, fundamentos de la cristalografía matemática; aplicación de la teoría orbital molecular al enlace químico.

1988. Julian R. Goldsmith, orden-desorden en feldespatos; equilibrio de fases en carbonatos.

1989. Helen D. Megaaw, estructura cristalina por rayos X de los feldespatos; origen de la ferroelectricidad en óxidos.

1990. Sturges W. Bailey, estudios de la química cristalina y estructural de las capas de los silicatos.

1991. E-an Zen, aplicación de la termodinámica a la petrología; régimen de temperatura y presión en la cordillera Apalachiana.

1992. Hatten S. Yoder, petrología experimental y su aplicación a la paragénesis mineral; estudio de la actividad del agua en el metamorfismo y la petrogénesis de las rocas ígneas; autor de Generación del magma basáltico.

1993. Brian Mason, autor de Principios de geoquímica y de Meteoritos, coautor de Mineralogía.

 

 

RAMIFICACIONES DE LA MINERALOGÍA.

 

Para un conocimiento más completo, la Mineralogía se ha ramificado objetivamente en grandes apartados que bien podrían ser, en la actualidad, ciencias totalmente independientes y cada una de ellas se aboca a estudiar un apartado específico de las propiedades de los minerales o bien, enfocarse en el estudio de su origen, asociaciones y forma de ocurrencia, su uso en las industrias como materia prima o sus aplicaciones como materiales ornamentales.

 

Si consideramos la definición inicialmente manifestada para la Mineralogía, como la ciencia que estudia a los minerales bajo los conceptos de origen, estructura interna, forma externa, composición, propiedades físicas y químicas, asociaciones, usos y aplicaciones, se puede establecer que en función de estos conceptos se den las divisiones o ramificaciones de la Mineralogía, siendo principalmente las siguientes:

 

CRISTALOGRAFÍA.- es la ciencia que estudia a los cristales en su estructura interna, forma externa y las leyes que gobiernan su crecimiento.

 

MINERALOGENIA ó MINERALOGÉNESIS.- es el estudio del origen de los minerales, aplicando los principios básicos de química y termodinámica. Esta ramificación de la Mineralogía establece que los principales procesos de formación de minerales son:

ü      a partir de mezclas silicatadas fundidas

ü      por sublimación

ü      a partir de soluciones acuosas

ü      por procesos metamórficos

ü      por procesos metasomáticos

ü      por procesos de alteración (transformación)

 

MINERALOGÍA FÍSICA.- es el estudio de las propiedades físicas de los minerales. Identificándose las propiedades que están en función de la cohesión, de la luz, propiedades magnéticas y conductividad eléctrica.

 

MINERALOGÍA ÓPTICA.- Dentro de la mineralogía física, una propiedad importante en los minerales es el estudio del comportamiento de las diferentes longitudes de onda a través de ellos, dando lugar a ésta técnica de estudio de los minerales. La cual se puede definir como el estudio de los minerales en sección delgada (30 micras de grosor) bajo el microscopio polarizante o petrográfico. Si el análisis óptico se realiza por el estudio del comportamiento de las longitudes de onda que son reflejadas por los minerales opacos, se establece una ramificación más, conocida como MINERAGRAFÍA, la cual es el estudio de los minerales opacos en sección pulida y bajo el microscopio de reflexión o mineragráfico.

 

MINERALOGÍA QUÍMICA.- estudia los principios químicos generales aplicados a las especies minerales, como son los ensayes por vía seca y por vía húmeda.

 

CRISTALOQUÍMICA.- estudia las relaciones entre la estructura cristalina de los cuerpos y sus propiedades físicas y químicas.

 

MINERALOGÍA SISTEMÁTICA.- clasifica y describe a las especies minerales, considerando su origen, cristalografía, variedades mineralógicas, propiedades físicas y químicas, asociaciones usos y aplicaciones.

 

MINERALOGÍA DETERMINATIVA.- aplica los conocimientos de Cristalografía, Mineralogía física (óptica y mineragrafía), Mineralogía química y Mineralogía sistemática para la identificación de las especies minerales.

 

MINERALOGÍA ECONÓMICA.- es el estudio de los minerales como materia prima de muchas industrias, ya que su localización, explotación y beneficio juegan un papel importante en la economía de las naciones. La clasificación mayormente aceptada, para el rendimiento económico de los minerales, está en función de la presencia de un elemento químicamente metálico o combinación de metales y se estudian aparte de los yacimientos o minerales que poseen uno o varios elementos químicamente no metálicos.

 

GEMOLOGÍA.- es el estudio de las gemas y éstas son minerales, mineraloides, minerales orgánicos y sintéticos que por sus cualidades de color, brillo y forma nos parecen bellos. En general las gemas y piedras preciosas son aquellos minerales y mineraloides escasos y con dureza mayor a siete, utilizados con fines ornamentales.

 

 

 

MINERALOGÍA  SISTEMÁTICA

 

            La Mineralogía Sistemática clasifica y describe, en función de la cristalografía y de las propiedades físicas y químicas, a las diferentes especies minerales considerándolas dentro de grupos más o menos armoniosos, así como el estudio del origen, asociaciones, usos y aplicaciones.

 

            La clasificación mineralógica universalmente aceptada está en función de la composición química, por lo tanto ésta clasificación será empleada para la descripción de cada clase mineralógica y a su vez de las especies que la constituyen.

 

CLASIFICACIÓN MINERALÓGICA EN FUNCIÓN DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA

 

                        MINERALES NATIVOS

                                   SULFUROS               (S)+2 +4 +6 -2

                        SULFOSALES           (S)+2 +4 +6 -2

                                   TELUROS                  (Te)+2 +4 +6

                        ÓXIDOS                    (O)-2

                                   HIDRÓXIDOS           (OH)-1

                        HALOGENUROS      (F)-1 ,(Cl)-1 ,(Br)-1 ,(I)-1

                                   CARBONATOS         (CO3)-2

                        NITRATOS                (NO3)-1

                                   BORATOS                 (BO3)-3

                        SULFATOS                (SO4)-2

                                   TUNGSTATOS          (WO4)-2

                        MOLIBDATOS          (MoO4)-2

                                   FOSFATOS               (PO4)-3

                        ARSENIATOS           (AsO4)-3

                                   VANADATOS           (VO4)-3

                        SILICATOS               (SiO4)-4

 

            Desde los minerales nativos hasta los silicatos, cada una de éstas divisiones son consideradas clases mineralógicas, las cuales se encuentran en función de la naturaleza química; las clases se encuentran subdivididas en familias, en donde la base de éstas son las propiedades químicas en común, las familias se dividen a la vez en grupos, que están denotados por las similitudes cristalográficas; los grupos están conformados por especies, que son consideradas como la mínima expresión mineralógica con propiedades físicas y químicas definidas; a su vez, las especies pueden estar conformando series isomorfas (soluciones sólidas) o variedades, siendo una variedad el hecho de que una especie mineral se presente en la naturaleza en formas o coloraciones diversas.

 

            A continuación se describen las propiedades generales representativas de cada clase y de las especies mineralógicas más importantes y/o abundantes de cada una de ellas.

 

 

 

MINERALES NATIVOS

 

            Son aquellos minerales que se encuentran sin combinación en la naturaleza, y estos pueden ser divididos en tres familias:

 

Familia de los metales        Familia de los semimetales        Familia de los no metales

            Grupo del oro                        Grupo arsénico

            oro       plata                                                    arsénico                                   azufre

      cobre         mercurio                                              bismuto                                   diamante

            Grupo del platino                                                                                         grafito

                        platino

            Grupo del fierro

                        fierro

 

            Los minerales nativos metálicos son los que poseen la mejor conductividad eléctrica y térmica, al ser pulidos tienen un fuerte brillo metálico debido a su gran poder de reflexión. La mayor parte de ellos presentan un color blanco de estaño o de plata y evidente es el color del cobre y del oro, el peso específico en cada uno es elevado, carecen de exfoliación, tienen fractura de ganchuda a irregular, además de ser séctiles, dúctiles, maleables y de baja dureza.

 

            Los minerales semimetales poseen propiedades tanto de los metales como de los no metales, por lo que son parcialmente conductores y de brillo metálico, presentan un tipo de enlace químico intermedio entre metálico y covalente; la característica distintiva de ellos es que son friables.

 

Las especies mineralógicas que componen a la familia de los minerales nativos no metálicos son muy diferentes a los metales y semimetales; el azufre se presenta comúnmente en color amarillo verdoso y de brillo resinoso y bajo punto de fusibilidad; el diamante posee un tipo de enlace químico covalente, se identifica por su gran dureza y tipo de brillo adamantino; el grafito, que junto con el diamante forman los dos polimorfos del carbono, se caracteriza por su baja dureza, marca el papel y por la presencia de exfoliación.

 

            Los minerales nativos son localizados fundamentalmente en yacimientos hidrotermales, en rocas ígneas ácidas, básicas y ultrabásicas, rocas metamórficas, conos volcánicos y en depósitos aluviales en forma de yacimientos de plácer.

 

            A esta clase pertenecen los metales preciosos (Pt, Au, Ag) y una de las principales piedras preciosas (diamante).

 

            Los usos y aplicaciones principales de los minerales nativos son los siguientes:

ü      Acuñación de monedas, joyería y fines ornamentales

ü      Instrumentos científicos y conductores eléctricos

ü      Emulsiones fotográficas y manufacturación de aleaciones

ü      Aplicaciones odontológicas

ü      En la industria química para elaborar insecticidas, fertilizantes y vulcanización del caucho, así como la obtención del H2SO4 y H2S

ü      Abrasivos, pulimentadores y herramientas de corte

ü      Lubricante, manufacturación de aleaciones, crisoles, electrodos y lápices para escribir

 

 

 

SULFUROS

 

            Los sulfuros son considerados químicamente como los compuestos del azufre con los metales. Les corresponde un número considerable de minerales de importancia económica y constituyen de manera importante a muchos yacimientos de minerales metálicos.

 

            Los elementos que conforman compuestos típicos con el azufre son:

Zn, Pb, Cu, Ag, Ni, Co, Mo, Hg, As, Sb, Fe, Mn

 

            Los sulfuros constituyen una clase importante de minerales que incluye a la mayoría de los minerales mena de donde se extraen casi todos los metales no ferrosos. La gran mayoría son opacos, presentan colores distintivos y su color de raya es muy característico. El tipo de enlace químico de muchos de ellos es iónico y covalente.

 

            La propiedad química que identifica a los sulfuros, es su reacción con el ácido clorhídrico diluido al 10%, en donde se libera ácido sulfhídrico y éste es identificado por su olor muy particular.

            La mayoría de los sulfuros presentan brillo metálico a submetálico, solo el cinabrio, oropimente y rejalgar tienen brillo no metálico.

 

            La gran cantidad de compuestos de azufre se observa en los yacimientos de origen hidrotermal, dando lugar a la hipótesis de que los metales pesados emanan de los focos magmáticos bajo la forma de compuestos volátiles o muy móviles y se depositan en condiciones de baja temperatura y presión. En condiciones distintas se originan los sulfuros en las rocas sedimentarias arcillosas, así como en aluviones bituminosos y carbonosos, en donde es común la pirita y marcasita, las cuales son formadas en condiciones reductoras y en presencia de ácido sulfhídrico originado por la descomposición de las sustancias proteínicas de la materia orgánica y en muchos casos por la participación de bacterias.

 

                            Los principales sulfuros son los siguientes:

 

                                   calcocita                                            bornita

                                   galena                                    esfalerita

                                   calcopirita                                          pirrotina

                                   cinabrio                                              rejalgar

                                   oropimente                                        estibinita

                                   pirita                                                  marcasita

                                   molibdenita                            arsenopirita

                                   acantita                                              alabandita

                                   millerita                                             pentlandita

                                   covellita                                             cobaltita

 

            El principal uso y/o aplicación de los sulfuros es la obtención de los metales que contienen, ya que la gran mayoría de ellos son menas principales de plata, cobre, plomo, zinc, mercurio, arsénico, antimonio y molibdeno.

 

 

 

SULFOSALES

 

            Las sulfosales son consideradas como las sales de los hipotéticos ácidos del azufre. Las sales se pueden considerar como formadas químicamente por la reacción de una base con un ácido, esto es por la neutralización del ácido. De ésta manera y como un ejemplo, el hidrato de calcio y el ácido sulfúrico dan sulfato de calcio y agua:

 

Ca(OH)2 + H2SO4                     CaSO4 + 2H2O

                                                 (BASE)           (ACIDO)                                (SAL)

 

Entonces, la sal puede describirse sencillamente como formada por un ácido al que se le sustituyen uno o los átomos de hidrógeno por un elemento metálico o radical.

 

            Para la formación de las sulfosales de plata el azufre toma el lugar del oxígeno, de tal forma que el ácido sulfoarsenioso normal tiene la fórmula H3AsS3 , y la correspondiente sal de plata Ag3AsS, que corresponde a la proustita. De igual forma, la sal de plata del ácido análogo de antimonio es Ag2SbS3  que corresponde a la pirargirita.

 

            De los ácidos comunes conocidos se puede derivar una serie de otros ácidos hipotéticos como el HAsS2 , HAsS5  y otros, no se tiene conocimiento de que existan estos ácidos, pero sus sales son minerales importantes. Como ejemplo podemos cita a la jamesonita (Pb2Sb2S5) como una sal del ácido H4Sb2S5

 

            Existe una gran cantidad de minerales pertenecientes a esta clase, mas sin embargo, en su composición química solo un reducido número de componentes participa; siendo las sulfosales de cobre, plata y plomo las más comunes en la naturaleza.

 

            Las propiedades físicas de las sulfosales en comparación con los sulfuros poseen, en su gran mayoría, una dureza menor y son descompuestas con mayor facilidad por los ácidos.

 

            La clasificación de las sulfosales se establece en tres grandes grupos de acuerdo con los metales en su composición química:

 

Sulfosales de cobre                      Sulfosales de plata                      Sulfosales de plomo

tetraedrita                                    serie de las platas rojas                        jamesonita

enargita                                             proustita                                        boulargerita

tennantita                                          pirargirita                                     bournonita

 

            La génesis, los usos y las aplicaciones para estas especies minerales de las sulfosales, son las mismas que para los sulfuros.

 

TELUROS  Y  ARSENIUROS

 

            Estas clases, no aceptadas por varios autores, se encuentran generalmente asociadas a los sulfuros y a las sulfosales. Las especies que las representan son pocas y no muy comunes, pero de gran importancia económica por los elementos que contienen.

 

            Los teluros son la combinación del elemento telurio con ciertos metales con los que encuentra afinidad química.

               calaverita                                    silvanita                             hessita

 

            Los arseniuros, son la combinación química de ciertos metales con el elemento arsénico.

               niquelina                                    cobaltita                            skutterudita

 

 

 

OXIDOS

 

            Los óxidos incluyen a todos los compuestos naturales en donde el oxígeno está combinado con uno o más metales. Estos han sido agrupados como óxidos simples y óxidos múltiples. Los óxidos simples están compuestos de un metal y un oxígeno y los óxidos múltiples tienen dos o más elementos metálicos en combinación con el oxígeno.

 

            Los óxidos son un grupo de minerales que son relativamente duros y densos que se encuentran como accesorios en las rocas ígneas y metamórficas y como detritos en los sedimentos.

 

            El oxígeno forma diferentes compuestos químicos con los siguientes elementos; la combinación de estos elementos con el oxígeno da lugar s la formación de óxidos simples, óxidos múltiples e hidróxidos:

 

H, Fe, Si, Cu, Mn, Al, Mg, Ca, Ba, Ti, Cr, W, U, Co, Ni, Zn, Hg, Sn, As, Sb, Bi

 

            De la totalidad de los óxidos en la corteza terrestre, la sílice (SiO2) presenta mayor cantidad de éstos, enseguida se tienen a los óxidos de fierro, óxidos de manganeso, titanio, estaño y cromo que son considerados de gran importancia económica.

 

 

 

            Los principales óxidos son:

SILICE

cuarzo

Variedades Fenocristalinas                              Variedades Microcristalinas/Fibrosas

cristal de roca                                                           calcedonia

amatista                                                                                crisoprasa

rosa                                                                                       ágata

citrino                                                                        carneola

morión                                                                                   ónix

lechoso                                                                                  sardónix

con inclusiones                                                                      heliotropo

-         rutilado                                                    Variedades Granulares

-         venturina                                                 pedernal

-         ojo de tigre                                                          jaspe

ópalo

precioso, de fuego, común, xilópalo, hialita

 

tridimita

 

cristobalita

 

coesita

 

OXIDOS

                                   Grupo de la hematita                        Grupo de las espinelas

cuprita                                               corindón                                                        espinela

uraninita                                            hematita                                                        gahnita

zincita                                     ilmenita                                                         magnetita

crisoberilo                              Grupo del rutilo                                                        franklinita

columbita                                           rutilo                                                              cromita

                                               pirolusita

                                                           casiterita

 

 

 

 

 

 

 

HIDROXIDOS

 

            Es la combinación de los metales con el grupo oxidrilo (OH)- que sustituye parcial o totalmente a los iones de oxígeno en los óxidos simples, o bien un elemento metálico de los óxidos múltiples es sustituido por hidrógeno.

 

            La masa fundamental de los distintos hidróxidos se encuentra en las capas superiores de la corteza terrestre en el límite con la atmósfera que contiene oxígeno libre.

 

La profundidad de penetración del oxígeno en la corteza terrestre se ve controlada en la mayoría de los casos por el nivel de las aguas subterráneas, siendo también de importancia el agua meteórica que se filtra, llevando consigo al oxígeno y al bióxido de carbono que lleva disuelto.

 

            La mayoría de los hidróxidos se forman en la zona de oxidación de los yacimientos preexistentes y en general en la zona de meteorización.

 

            Todos los hidróxidos tienden a deshidratarse, esto es, perder el agua de cristalización o intersticial retenida durante su formación cuando son expuestos a un ambiente de aire seco, o bien cuando son calcinados en tubo abierto o cerrado.

 

Entre los hidróxidos existen varios minerales de importancia económica, consistiendo en menas principales de fierro, manganeso y aluminio.

 

            Los principales hidróxidos son:

brucita

manganita

psilomelano (romanechita)

goethita

bauxita (diáspora, gibbsita, bohemita)

 

 

 

HALOGENUROS

 

Son la combinación de los elementos halógenos (F, Cl, Br, I) con los elementos metálicos principalmente.

            Esta clase mineralógica se encuentra específicamente constituida por los fluoruros, cloruros, bromuros y por los ioduros. Corresponden a esta clase aproximadamente 85 especies, de las cuales solo se detallan las más abundantes.

 

Los elementos que se combinan químicamente para conformar a los halogenuros son los siguientes:

Na, K, Mg, Ca, Mn, Fe, Ni, Cu, Ag, Hg, Pb, Bi.

 

            Los halogenuros presentan enlace químico típicamente iónico, con dureza relativamente baja, en estado sólido son malos conductores de la electricidad y del calor, presentando esta propiedad cuando se encuentran en solución.

 

            La combinación de los iones halógenos con cationes metálicos, genera a los siguientes halogenuros.

 

FLUORUROS                        CLORUROS              BROMUROS             IODUROS

Fluorita                                  Halita                         Bromargirita              Iodargirita

Criolita                                   Silvita

                                   Carnalita

                                   Clorargirita

Atacamita

 

            Generalmente los halogenuros son originados por precipitación química, siendo algunos otros por alteración, enriquecimiento supergénico y por hidrotermalismo.

 

            El mayor uso de estos minerales es en la industria; como fundentes, fertilizantes, preparación de vidrios y porcelanas, obtención de los ácidos correspondientes.

            En la preparación electrolítica del aluminio

            Son fuente secundaria de plata, cobre y aluminio.

 

 

 

CARBONATOS

 

            Esta clase esta constituida por un número considerable de especies minerales, de las cuales muchas se hallan relativamente muy propagadas en la naturaleza. Esto se refiere básicamente al carbonato de calcio, el cual constituye con frecuencia potentes capas de origen sedimentario.

 

Muchas veces, los carbonatos están asociados a minerales metalíferos en los yacimientos, en otros casos ofrecen interés industrial como materiales de importantes metales, por ejemplo el manganeso (rodocrosita) y fierro (siderita).

 

            El radical carbonato (CO3) puede formar compuestos más o menos estables con cationes de metales, los principales son:

Mg, Fe, Zn, Ca, Mn, Sr, Pb, Ba, Cu.

 

            Los carbonatos poseen dureza que oscila entre 3 y 5. Son solubles en agua. A excepción de los carbonatos de cobre, que son de color azul o verde, todos los demás son de color blanco o presentan coloraciones pálidas.

 

            Como propiedad distintiva de esta clase, cabe mencionar la efervescencia con los ácidos, aunque en algunos de ellos no se manifiesta a simple vista, lográndose observar dicha efervescencia cuando es pulverizado el mineral, o calentando el ácido, generalmente ácido clorhídrico diluido al diez por ciento.

 

            El origen de los carbonatos se debe a los siguientes procesos, entre otros.

·        Yacimientos hidrotermales

·        Procesos de meteorización

·        Procesos de evaporación – precipitación

·        Por segregación de organismos

 

La importancia práctica de los carbonatos puede resumirse en los siguientes usos:

 

Ø      Fabricación de distintos aparatos ópticos

Ø      Son minerales ornamentales

Ø      Como fundentes en procesos metalúrgicos

Ø      Fabricación de cemento y cal

Ø      Materiales de construcción

Ø      Fabricación de refractarios

Ø      Menas de fierro, manganeso, zinc, plomo y cobre

Ø      Fabricación de pinturas

 

 

 

 

 

Los principales carbonatos son los siguientes:

 

Grupo de la calcita                                          Grupo del aragonito

      Calcita                                                                       Aragonito

      Magnesita                                                                  Witherita

      Siderita                                                                      Estroncianita

      Rodocrosita                                                               Cerusita

      Smithsonita

Grupo de la dolomita                                       Carbonatos hidratados

      Dolomita                                                                   Malaquita

      Ankerita                                                                    Azurita

 

 

 

SULFATOS

 

Son la combinación química de los elementos con el radical sulfato (SO4), este radical es formado a partir del azufre en condiciones muy oxidantes.

 

La formación de sulfatos puede tener lugar únicamente en condiciones oxidantes y a temperaturas relativamente bajas. Estas condiciones son encontradas cerca de la superficie de la corteza terrestre, por lo tanto no se encuentran como minerales magmatógenos, en las rocas eruptivas ni en las rocas metamórficas de profundidad.

 

Los principales elementos que existen en combinación con el radical sulfato son los siguientes:

 

Ba, Sr, Pb, Ca, Mg, K, Cu.

 

Algunos sulfatos son hidratados, esto es, revestidos por una capa de moléculas de agua (agua de cristalización).

 

Presentan enlace iónico y covalente. La dureza es relativamente baja, siendo aún mas en los sulfatos hidratados, son solubles en agua y en general sus propiedades físicas y químicas dependen del catión dominante.

 

La génesis de los sulfatos es debida a los siguientes procesos:

 

            Yacimientos hidrotermales

            Evaporación – precipitación

            Zonas de oxidación de yacimientos de sulfuros

            Corteza de meteorización

 

            Los principales usos y aplicaciones de los sulfatos son los siguientes:

 

Ø      En la industria química

Ø      Cerámicas y vidrios especiales

Ø      Industria papelera

Ø      Fabricación de cemento

Ø      Densificante en los fluidos de perforación

Ø      Menas principales de estroncio y plomo

Ø      Procesos metalúrgicos

 

 

Los principales sulfatos son:

 

      Sulfatos Anhidros                                                   Sulfatos Hidratados

            Barita                                                             Yeso

            Celestita                                                                    Alunita

            Anhidrita                                                                   Calcantita

            Anglesita                                                                   Epsomita

                                                                                              Antlerita

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BORATOS                                                                ARSENIATOS

 

Borax                                                                                    Eritrina

Colemanita                                                                           Adamita

Ulexita                                                                                  Legrandita

Kernita

 

 

VANADATOS                                                                      FOSFATOS

 

Vanadinita                                                                            Apatito

Carnotita                                                                              Piromorfita

                                                                                              Turquesa
Autunita
Monacita
Wavellita

 

 

TUNGSTATOS                                                         MOLIBDATOS

 

Wolframita                                                                            Wulfenita

Scheelita

 

 

NITRATOS                                                               CROMATOS

 

Nitro                                                                                      Crocoita

Nitratina