Capítulo 2: Los Minerales Geología Física

La materia y su composición • TODO lo que tenga masa y ocupe espacio es materia

• La materia se presenta en uno de tres estados o fases, todos ellos importantes para la geología:

• sólido,

• líquido y

• gaseoso

• El objeto de nuestro estudio con los minerales se centra en los sólidos, porque todos los minerales son sólidos.

La materia se compone de átomos

• La materia se compone de elementos químicos,

• constituidos por partículas increíblemente pequeñas conocidas como átomos.

• Los átomos constan de un núcleo compacto, compuesto de uno o más protones, y neutrones.

• Rodeando al núcleo hay electrones de carga negativa, que giran alrededor en capas de electrones.

• El número de protones del núcleo de un elemento determina cuál es este elemento y designa su número atómico.

Clasificación de los elementos

los minerales son: 1. Sustancias sólidas producidas por procesos inorgánicos

naturales

2. Poseen una composición química definida

3. Y una estructura atómica interna determinada

4. Que bajo condiciones favorables puede desarrollar formas geométricas definidas conocidas como cristales.

1. La ciencia que estudia los Minerales es la MINERALOGÍA

CRISTALOGRAFÍA

Cristal. Un cristal es un sólido con los siguientes elementos de

forma externa:

caras, que son superficies planas, lisas y en general brillantes,

que limitan el cristal,

aristas que se determinan por la intersección de dos caras

adyacentes,

vértices, que se determinan por la interacción de tres o más

caras.

CRISTALOGRAFIA

La existencia de estos elementos de forma determina que existan

también elementos de simetría, según los cuales se disponen las

caras, aristas y vértices, en el espacio y son:

Plano de simetría (P),

Eje de simetría (E),existen ejes binarios (E2), ternarios (E3),

cuaternarios (E4) y senarios (E6). Cada uno de ellos representa el

número de veces que se repite el aspecto del cristal en una

revolución completa.

Centro de simetría (C), es un punto a través del cual se

equidistan las caras, aristas y vértices.

Redes de Bravais

• La composición del mineral se muestra generalmente:

• Por la fórmula química,

• forma abreviada de indicar el número de átomos de los diferentes elementos que lo componen

• El cuarzo consta de 1 átomo de silicio (Si) por cada 2 átomos de oxígeno (fórmula SiO2el número, el subíndice indica el número de átomos)

• La ortoclasa (llamada también ortosa) se compone de un átomo de potasio, uno de aluminio, tres de silicio y ocho de oxígeno de modo que su fórmula es KAlSi3O8

CRISTALOQUÍMICA

ISOMORFISMO. Dos minerales o más son isomorfos cuando presentan un mismo sistema cristalino (igual forma) y distinta composición química.

Son isomorfos la galena y la halita, su celdilla elemental es cúbica.

La galena es sulfuro de plomo y la halita cloruro sódico.

CRISTALOQUIMICA POLIMORFISMO. cuando presentan la misma composición química y distinto sistema cristalino. Composión Mineral Simetría Química

SiO2 Cuarzo Trigonal

Tridimita Hexagonal

Cristobalita Cúbico

CaCO3 Calcita Trigonal

Aragonito Ortorrómbico

C Diamante Cúbico

Grafito Hexagonal

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MINERALES

Las propiedades físicas de los minerales son muy importantes para la determinación rápida de los minerales, pues muchos de ellos pueden reconocerse por simple observación. Estas propiedades se pueden agrupar en:

propiedades vectoriales, aquellas que se verifican según un sentido y dirección de un vector imaginario,

propiedades ópticas, se verifican de acuerdo al comportamiento de la luz en el mineral,

propiedades escalares, son aquellas que se verifican de la misma manera en todos los sentidos y direcciones,

Propiedades vectoriales

Dureza.- Representa la resistencia ofrecida por un mineral a la

abrasión o al rayado y varía con la dirección cristalográfica

considerada. Mohs determinó una escala de durezas relativas,

basado en minerales más comunes. Los números más altos

representan a los minerales más duros.

Escala de Dureza de Mohs

1. Talco

2. Yeso

3. Calcita

4. Fluorita

5. Apatita

6. Ortoclasa

7. Cuarzo

8. Topacio

9. Corindon

10. Diamante

Propiedades vectoriales

Exfoliación y fractura.- Esta propiedad física representa el

modo de separarse los cristales al aplicarles una fuerza (golpe o

caída), diferenciándose en: exfoliación si se rompe en

fragmentos con formas geométricas, y fractura ( si aparece una

superficie de rotura irregular como concoidea o astillosa).

Tenacidad.- Es la resistencia que un mineral opone a ser roto,

molido, doblado o desgarrado y es típica de los minerales

metálicos.

Propiedades ópticas

Brillo.- Es la posibilidad que tiene el mineral de refractar o

reflejar el rayo de luz que sobre él incide. Esta propiedad además

de óptica puede ser considerada vectorial debido al

comportamiento dual de la luz.

Tipos de brillo: métalico, adamantino, vítreo, nacarado, resinoso, mate,

etc.

Transparencia.- La propiedad de la transparencia está

estrechamente vinculada con el brillo y es función del

comportamiento del rayo de luz en los cristales de los minerales.

Así los minerales pueden ser: Transparentes, semitransparentes,

translúcidos y opacos.

Propiedades ópticas

Color.- El color de los minerales depende de la incidencia

del rayo de luz y de la absorción diferencial de las ondas

luminosas. En algunos casos el color es propio del mineral,

debido a cantidades apreciables de un elemento dado, como el

hierro que tiene un fuerte poder de pigmentación, es el caso de

los minerales idiocromáticos .

En otros casos el color se debe a la presencia de impurezas, es

lo que ocurre en los minerales alocromáticos.

Color de raya.- Es el verdadero color de los minerales al

comprobarlos sobre una porcelana. Ej: Pirita (S2Fe) color:

amarillo oro, color de raya: negro

Propiedades Escalares

Hábito.- Es el aspecto natural en que se presentan los minerales

en la naturaleza y los más corrientes son: masivo, prismático,

hojoso, bandeado, laminar, acicular, etc.

Otras:

peso específico

fluorescencia

fosforecencia

magnetismo

Grupos minerales

• Se han identificado y descrito más de 3500 minerales, pero sólo unos cuantos —tal vez dos docenas— son particularmente comunes, llamados minerales formadores de rocas

• Los geólogos reconocen clases o grupos de minerales, cada una con miembros que comparten el mismo ion o grupo de iones cargado negativamente

• Los iones son átomos que tienen una carga eléctrica positiva o negativa, resultante de la pérdida o ganancia de electrones en su capa más externa

Elementos comunes en la corteza terrestre

elemento simbolo % Corteza

(peso)

% Corteza

(atomos)

Oxígeno O 46.6 62.6

Silicio Si 27.7 21.2

Aluminio Al 8.1 6.5

Hierro Fe 5.0 1.9

Calcio Ca 3.6 1.9

Sodio Na 2.8 2.6

Potasio K 2.6 1.4

Magnesio Mg 2.1 1.8

Todos los

demás 1.5 0.1

Algunos grupos minerales Grupo Mineral Ion o grupo de

Iones -

Ejemplos Composición

Carbonato (CO3)2-

Calcita

Dolomita

CaCO3

CaMg(CO3)2

Haluro Cl1-, F1- Halita NaCl

Hidroxilo (OH)1- Limonita FeO(OH).H2O

Elemento Nativo Oro

Diamante

Au

C

Oxido O2- Hematita Fe2O3

Silicato (SiO4)4-

Cuarzo

Olivino SiO2

Sulfato (SO4)2- Yeso CaSO4.2H2O

Sulfuro S2- Pirita

Galena

FeS2

PbS

Grupo de los silicatos

• Grupo de minerales más común en la corteza terrestre. Formados por tetraedros Si-O4

Grupo de los Silicatos

Clase o Grupo Disposicion tetraedros

SiO4

Proporción Si:O

Nesosilicatos Independiente 1:4

Sorosilicatos Parejas 2:7

Ciclosilicatos Anillos 1:3

Inosilicatos Cadenas sencillas, Cadenas dobles

1:3 4:11

Filosilicatos Hojas 2:5

Tectosilicatos Armazones 1:2

Grupo de los silicatos

• Nesosilicatos: Olivino

• Sorosilicatos: Hemimorfita

• Ciclosilicatos: Berilo

• Inosilicatos: cadenas sencillas-Enstatita

• Inosilicatos: cadenas dobles-Tremolita

• Filosilicatos: Talco

• Tectosilicatos: Cuarzo

Preguntas

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