Mineralogía

Minerales y mineralogía

Los minerales aparecen con una variedad amplia de colores y estructuras, incluyendo tipos tan diversos como la obsidiana negra vítrea, el jaspe joya, los diamantes claros y duros y el talco blando y blanquecino. Definidos como sustancias inorgánicas naturales, ni animales ni vegetales, los minerales son la fuente de los metales valiosos, extraídos como menas. Los mineralogistas clasifican los minerales según su composición química, clase cristalina, dureza y aspecto (color, lustre, transparencia). Aquí, una selección de minerales muestra algunas de las diferencias visibles por las que pueden ser identificados.

Mineralogía, identificación de minerales y estudio de sus propiedades, origen y clasificación. Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes subdivisiones: mineralogía química, mineralogía física y cristalografía. Las propiedades y clasificación de los minerales individuales, su localización, sus formas de aparición y sus usos corresponden a la mineralogía descriptiva. La identificación en función de sus propiedades químicas, físicas y cristalográficas recibe el nombre de mineralogía determinativa.

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MINERALOGÍA QUÍMICA

La composición química es la propiedad más importante para identificar los minerales y para distinguirlos entre sí. El análisis de los minerales se realiza con arreglo a unos métodos normalizados de análisis químico cuantitativo y cualitativo. Los minerales se clasifican sobre la base de su composición química y la simetría de sus cristales. Sus componentes químicos pueden determinarse también por medio de análisis realizados con haces de electrones.

Aunque la clasificación química no es rígida, las diversas clases de compuestos químicos que incluyen a la mayoría de los minerales son las siguientes: 1) elementos, como el oro, el grafito, el diamante y el azufre, que se dan en estado puro o nativo, es decir, sin formar compuestos químicos; 2) sulfuros, que son minerales compuestos de diversos metales combinados con el azufre. Muchas menas minerales importantes, como la galena o la esfalerita, pertenecen a esta clase; 3) sulfosales, minerales compuestos de plomo, cobre o plata combinados con azufre y uno o más de los siguientes elementos: antimonio, arsénico y bismuto. La pirargirita, Ag₃SbS₃, pertenece a esta clase; 4) óxidos, minerales compuestos por un metal combinado con oxígeno, como la hematites u oligisto, Fe₂O₃. Los óxidos minerales que contienen también agua, como el diásporo, Al₂O₃·H₂O, o el grupo hidroxilo (OH), como la goethita FeO(OH), pertenecen también a este grupo; 5) los haluros, compuestos de metales combinados con cloro, flúor, bromo o yodo; la halita o sal gema, NaCl, es el mineral más común de esta clase; 6) carbonatos, minerales como la calcita, CaCO₃, que contienen un grupo carbonato; 7) los fosfatos, minerales como el apatito, Ca₅(F,Cl)(PO₄)₃, que contienen un grupo fosfato; 8) sulfatos, como la barita, BaSO₄, que contienen un grupo sulfato, y 9) silicatos, la clase más abundante de minerales, formada por varios elementos en combinación con silicio y oxígeno, que a menudo tienen una estructura química compleja, y minerales compuestos exclusivamente de silicio y oxígeno (sílice). Los silicatos incluyen minerales que comprenden las familias del feldespato, la mica, el piroxeno, el cuarzo, la zeolita y el anfíbol.

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MINERALOGÍA FÍSICA

Minerales de colores

Hoy, la mayoría de los pigmentos para pintura y tintes se sintetizan, pero en la antigüedad se utilizaban minerales. Se pulverizaban y se mezclaban con grasa animal para producir un espectro amplio de colores. Aquí, se muestran algunos minerales en su estado natural y en su forma molida junto a muestras de pigmentos. De izquierda a derecha, los minerales son: hematites (también llamado rojo de joyero), malaquita (compuesto verde cobre), azurita (azul real), cinabrio (rojo bermellón), lapislázuli (azul marino), rejalgar (compuesto de arsénico) y oropimente (mostrada en el centro, es un tipo de oropel u "oro de los locos").

Las propiedades físicas de los minerales constituyen una importante ayuda a la hora de identificarlos y caracterizarlos. La mayor parte de las propiedades físicas pueden reconocerse a simple vista o determinarse por medio de pruebas sencillas. Las propiedades más importantes incluyen el rayado, el color, la fractura, el clivaje, la dureza, el lustre, la densidad relativa y la fluorescencia o fosforescencia.

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CRISTALOGRAFÍA

Imagen petrográfica de una roca

Para tomar una imagen de una muestra fina de roca lunar se usa un microscopio petrográfico. Los colores representan distintas composiciones minerales.

La mayoría de los minerales adoptan formas cristalinas cuando las condiciones de formación son favorables. La cristalografía es el estudio del crecimiento, la forma y el carácter geométrico de los cristales. La disposición de los átomos en el seno de un cristal puede determinarse por medio del análisis por difracción de los rayos X. La química cristalográfica estudia la relación entre la composición química, la disposición de los átomos y las fuerzas de enlace entre éstos. Esta relación determina las propiedades físicas y químicas de los minerales. Los cristales se agrupan en seis sistemas de simetría: cúbico o isométrico, hexagonal, tetragonal, ortorrómbico, monoclínico y triclínico. Véase Cristal.

El estudio de los minerales constituye una importante ayuda para la comprensión de cómo se han formado las rocas. La síntesis en laboratorio de las variedades de minerales producidos por presiones elevadas está contribuyendo a la comprensión de los procesos ígneos que tienen lugar en las profundidades de la litosfera (véase Tierra). Dado que todos los materiales inorgánicos empleados en el comercio son minerales o sus derivados, la mineralogía tiene una aplicación económica directa. Usos importantes de los minerales y ejemplos de cada categoría son las gemas o piedras preciosas y semipreciosas (diamante, granate, ópalo, circonio); los objetos ornamentales y materiales estructurales (ágata, calcita, yeso); los refractarios (asbestos o amianto, grafito, magnesita, mica); cerámicos (feldespato, cuarzo); minerales químicos (halita, azufre, bórax); fertilizantes (fosfatos); pigmentos naturales (hematites, limonita); aparatos científicos y ópticos (cuarzo, mica, turmalina), y menas de metales (casiterita, calcopirita, cromita, cinabrio, ilmenita, molibdenita, galena y esfalerita).