Definición y Estructura de los Minerales

Un mineral es un sólido natural, inorgánico y homogéneo con una composición química definida, una disposición atómica ordenada (estructura cristalina) y unas propiedades físicas características.

Elementos de Simetría

• Eje de simetría: Línea imaginaria que atraviesa el cristal, alrededor de la cual este puede girar y se repite en apariencia.
• Plano de simetría: Divide la red cristalina en dos partes iguales.

Propiedades Químico-Estructurales

• Isomorfismo: Dos o más sustancias presentan idénticas estructuras cristalinas y diferente composición química.
  • Serie Isomorfa del Olivino: Cristalizan en el sistema rómbico (fayalita, forsterita).
  • Serie de las Plagioclasas: Cristalizan en el sistema triclínico (albita, anortita).
• Polimorfismo: Dos minerales tienen la misma composición química, pero diferente estructura cristalina.
  • Calcita y Aragonito: Ambos son carbonatos de calcio. La calcita cristaliza en el sistema romboédrico y el aragonito en el sistema ortorrómbico.
  • Grafito y Diamante: Compuestos por carbono. El diamante cristaliza en el sistema cúbico y el grafito lo hace en el sistema hexagonal.

Propiedades Físicas de los Minerales

Las propiedades físicas dependen directamente de la composición química y la estructura cristalina de los minerales.

• Dureza: Resistencia que tiene un mineral a ser rayado (Escala de Mohs).
• Brillo: Aspecto general de la superficie de un material al reflejar la luz.
  • Metálico: Galena o pirita.
  • No Metálico: Vítreo (cuarzo, yeso o calcita), resinoso (azufre), nacarado (talco), graso (blenda), sedoso (malaquita), adamantino (diamante).
• Exfoliación: Capacidad de algunos minerales de romperse por determinados planos cristalográficos (ej. micas con exfoliación laminar, halita con exfoliación cúbica).
• Fractura: Se rompen de manera irregular (concoidea, fibrosa, ganchuda).

Propiedades Magnéticas y Eléctricas

Propiedades Magnéticas

Se refieren al comportamiento que presentan ciertos minerales ante un campo magnético:

• Diamagnéticos: No se imantan; son repelidos por el campo magnético (cuarzo o calcita).
• Paramagnéticos: Se imantan débilmente (hematites).
• Ferromagnéticos: Se imantan fuertemente (magnetita).

Propiedades Eléctricas

• Piroeléctricos: (Turmalina).
• Piezoeléctricos: (Cuarzo).

Otras Propiedades Físicas

• Tenacidad: Resistencia de un material a ser partido (puede ser frágil, maleable, dúctil o flexible).
• Color: Depende de las longitudes de onda de la luz que absorben y reflejan.
• Luminiscencia: Propiedad de emitir luz al recibir energía.

Clasificación Química de los Minerales

Los minerales se clasifican según su composición química principal.

Clases Minerales

1. Elementos Nativos: Minerales formados por un solo elemento químico (oro, cobre).
2. Sulfuros: Minerales formados por azufre y un elemento metálico (pirita).
3. Óxidos e Hidróxidos: Oxígeno combinado con uno o más metales (hematites, goethita).
4. Haluros: Formados por un elemento halógeno (halita, silvina, fluorita).
5. Carbonatos: Constituidos por el anión carbonato (calcita, aragonito).
6. Fosfatos: El grupo estructural común es el anión fosfato (apatito y turquesa).
7. Sulfatos: La unidad fundamental es el anión sulfato (yeso).
8. Silicatos: Minerales petrogenéticos fundamentales, constituyendo aproximadamente el 92% de los minerales y rocas de la corteza terrestre.

Subclases de Silicatos (Estructura del Tetraedro SiO₄)

Los silicatos se dividen en: neosilicatos, sorosilicatos, ciclosilicatos, inosilicatos, filosilicatos y tectosilicatos.

• Neosilicatos: Tetraedros independientes (olivino, granates).
• Sorosilicatos: Tetraedros en parejas, compartiendo un oxígeno (epidota e idocrasa).
• Ciclosilicatos: Tetraedros que comparten dos oxígenos, formando anillos (berilo, cordierita).
• Inosilicatos: Tetraedros dispuestos en cadenas de longitud indefinida. Se dividen en: piroxenos (cadenas simples) y anfíboles (cadenas dobles).
• Filosilicatos (Estructura Laminar): Tetraedros que comparten tres átomos de oxígeno.
  • Filosilicatos Bilaminares: Capas de dos láminas (caolinita, serpentina).
  • Filosilicatos Trilaminares: Capas de tres láminas (pirofilita, talco).
  • Micas: Grupo de filosilicatos trilaminares donde parte de los átomos han sido sustituidos por aluminio (moscovita – mica blanca, biotita – mica negra).
• Tectosilicatos (Estructura Tridimensional): Tetraedros que comparten los cuatro oxígenos, formando una red tridimensional (cuarzo, feldespatos: ortosa, albita y anortita).

Minerales de Interés Económico

Menas Minerales

Una mena es un mineral del cual se pueden extraer metales mediante procesos metalúrgicos, o bien sustancias no metálicas destinadas a otros fines.

• Menas de Hierro (Fe): Oligisto o hematites.
• Menas de Aluminio: Boehmita, gibbsita.
• Menas de Cobre: Calcopirita (utilizado en conductores y aparatos eléctricos).
• Menas de Plomo: Galena (utilizado en recipientes resistentes a ácidos y como protector en centrales nucleares).
• Menas de Zinc: Blenda y esfalerita (utilizado para cubrir el hierro e impedir su oxidación).
• Menas de Estaño: Casiterita.
• Menas de Níquel: Pentlandita, skutterudita.
• Menas de Uranio: Uraninita, pechblenda.
• Menas de Wolframio: Wolframita, scheelita.
• Menas de Mercurio: Cinabrio.

Minerales Industriales y sus Aplicaciones

• Cuarzo: Vidrio.
• Feldespato: Porcelana.
• Halita: Uso alimentario, conservas y salazones.
• Yeso: Alabastro, construcción.
• Silvina: Fertilizantes potásicos.
• Fluorita: Fabricación de acero, óptica.
• Grafito: Minas de lápices, lubricantes.
• Azufre: Industria química (obtención de ácido sulfúrico).
• Talco: Lubricantes sólidos, papelería, cerámica, cosméticos.
• Caolinita: Papel, cerámica, plásticos, pinturas, cemento, vidrio, fármacos, cosméticos, fertilizantes.
• Sepiolita: Filtros, arena de gatos.
• Nitratina: Fertilizante, explosivos.

Las Rocas: Agregados Minerales

Una roca es un agregado natural de minerales que se ha formado por un proceso geológico (sedimentario, metamórfico o magmático).

Rocas Magmáticas (Ígneas)

Se forman al cristalizar los minerales que se encuentran en el magma.

• Rocas Plutónicas (Intrusivas): El magma cristaliza lentamente en el interior de la corteza. Son de grano grueso, visible a simple vista. La presencia de agua puede generar grandes cristales (textura pegmatítica). Ejemplos: Granito (corteza continental), Gabro (corteza oceánica).
• Rocas Volcánicas (Extrusivas): El magma (lava) sale por los volcanes y cristaliza rápidamente en la superficie. Pueden formar vidrio volcánico (textura vítrea). Ejemplo: Basalto.
• Rocas Filonianas (Hipabisales): Cristalizan en las vías de ascenso, presentando texturas intermedias entre las plutónicas y las volcánicas.

Rocas Metamórficas

Se forman debido a las transformaciones físico-químicas que sufren las rocas al profundizar en la corteza, cambiando su presión y temperatura sin perder su estado sólido.

Texturas Metamórficas

Granoblástica, pizarrosa, esquistosa, cataclástica, gnéisica, migmatítica.

Clasificación de Rocas Metamórficas

• Según la orientación: Orientadas y No Orientadas.
• Según el proceso: Metamorfismo de Contacto, de Presión (Dinámico) y Regional.

Rocas Sedimentarias

Se forman a través de los procesos sedimentarios: meteorización, erosión, transporte, sedimentación y diagénesis. Sus componentes tienen orígenes variados (restos de rocas, minerales).

Tipos de Rocas Sedimentarias

1. Detríticas (Clásticas): Originadas por la acumulación de fragmentos de rocas preexistentes en las cuencas sedimentarias (conglomerados, areniscas, limolitas y arcillas).
2. No Detríticas (Químicas y Bioquímicas): De composición muy variable.
   • Carbonatadas (calizas).
   • Evaporitas (yeso, halita).
   • Fosfatadas.
   • Organógenas (carbones y petróleo).

Criterios de Clasificación y Texturas Sedimentarias

La textura sedimentaria se define por:

• Forma de las partículas: Granos redondeados o angulosos.
• Tamaño de las partículas: Equigranulares y poligranulares.
• Composición: Poligénicas o monogénicas.