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MINERALOGÍA GENERAL Y LABORATORIO
LA MINERALOGÍA Y LAS CIVILIZACIONES.
RAMIFICACIONES DE LA MINERALOGÍA.
CLASIFICACIÓN
MINERALÓGICA EN FUNCIÓN DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA
MINERALOGÍA GENERAL
Y LABORATORIO
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.
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.
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.
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
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.
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.
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
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
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)
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.
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
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
Borax Eritrina
Colemanita Adamita
Ulexita Legrandita
Kernita
Vanadinita Apatito
Carnotita Piromorfita
Wolframita Wulfenita
Scheelita
NITRATOS CROMATOS
Nitro Crocoita
Nitratina