Conceptos básicos de mineralogía

APUNTES DE
MINERALOGÍA
Curso: Geología General y
Petrología
Profesor:
José W. Pérez Carpio
Fuente:http://plata.uda.cl/minas/apuntes/Geologia/geol
ogiageneral/ggcap02c.htm
W.Griem & S.Griem-Klee (1999, 2003),Universidad de
Atacama –Chile. Listados, fotos y museos de
minerales: Athena Mineralogy ( Suiza):
http://un2sg4.unige.ch/athena/mineral/mineral.html

1. Introducción

• 1.1 ¿ Qué son las rocas?
• ¿Qué información nos dan las rocas?
• ¿Porqué se deben estudiar los componentes de las
rocas?
• A) Para reconocer los minerales de los cuales las rocas
están compuestas y el modo de construcción de las
rocas por sus componentes principales.
• B) ¿Cuál es el origen de las rocas?
En el caso de las magmatitas:
• ¿Qué tipo de magma corresponde a la roca ígnea?.
• ¿Qué composición tiene un magma?
• ¿Que son las andesitas y dónde se produce este tipo de
magma?.
• ¿Que ocurre en las zonas de subducción?
¿Que ocurre en los cinturones orogénicos y arcos
insulares?.

1. Introducción

¿ Porque ocurre la fusión parcial de la placa de la corteza
oceánica descendente?
En el caso de las rocas sedimentarias:
¿Cuál es la roca madre?
¿Cuál es la área fuente de los componentes, que
constituyen la roca sedimentaria, por ejemplo de los
clastos de un conglomerado?
En el caso de las metamorfítas:
¿Cuál es la roca de partida/ roca primaria?
¿ Porqué la roca de partida de una eclogita es una
plutonita básica o volcánica sobre todo gabro o basalto?.
• ¿Qué indicaría la composición y la textura de una roca
ígnea?
• ¿ Cuál es la función de la temperatura y la presión, que
dominaron durante su formación?,

1. Introducción

• .2 ¿Cuáles son las características del mineral
y del cristal, cuáles son las diferencias entre
ellos?
• Un mineral: Conjunto de elementos químicos,
asociados según las leyes de la Química
(formado naturalmente ) Existe un cierto número
de elementos que generalmente intervienen, tal
como: Si, Al, K, Na, Fe, Ca, Mg, Cl, O, (entre
otros) que forman minerales . Los nombres de
los minerales dependen de su formula y de su
estructura atómica.
Un conjunto de minerales se llama roca. El
nombre de la roca depende de su génesis y del
contenido en minerales. Algunas rocas son
monominerálicas, es decir principalmente
contienen un mineral (como la caliza la calcita.)

CONCEPTOS BÁSICOS DE MINERALOGÍA

• 1.2.1 Mineral
• Los minerales son componentes naturales y materialmen
te individuales de la corteza rígida.

•
•
•
•
•
•

Son naturalmente formados.
Inorgánicos.
En general sólidos.
Poseen una composición química definida.
Materialmente homogéneos.
Cristalinos (con estructura atómica ordenada)
o
• amorfos (sin estructura cristalina, por ejemplo
los vidrios naturales).
• La mayoría de los minerales son cristales.


• Los minerales pueden haberse formado por
procesos inorgánicos o con la colaboración de
organismos por ejemplo azufre elemental, pirita
y otros sulfuros pueden ser formados por
reducción con la colaboración de bacterias. A
veces algunos minerales forman parte de
organismos como por ejemplo calcita, aragonita
y ópalo, pueden formarse de esqueletos o
conchas de microorganismos e invertebrados y
la apatita, que es un componente esencial de
huesos y dientes de los vertebrados.


• 1.2.2 Cristal
• Los cristales muchas veces se reconoce por su belleza y
simetría y formas geométricas. Los cristales poseen
algunas propiedades:
• Los cristales son:
• Formados naturalmente o son cultivados artificialmente.
• Inorgánicos u orgánicos, por ejemplo Vitamina B12
En general son sólidos, materialmente homogéneos.
Cristalinos, nunca amorfos.
Los cristales tienen una disposición o un arreglo atómico
único de sus elementos, para cada especie de mineral.
Los cristales naturales poseen grados de simetría
característicos los que son consecuencia del arreglo
interno de los átomos que los forman.
Los cristales son isotrópicos o anisotrópicos.
• Los cristales isotrópicos tienen las mismas propiedades
físicas en todas las direcciones, los cristales los cuales
pertenecen al sistema cúbico son los isotrópicos, por
ejemplo halita, pirita


• Los cristales anisotrópicos tienen propiedades físicas que
son diferentes en distintas direcciones, por ejemplo
cordierita, biotita, cuarzo. Cianita o distena respectivamente
tienen en su extensión longitudinal una dureza de 4,5 a 5
según la escala de Mohs y una dureza más alta de 6,5 a 7
en su extensión lateral.
• 1.2.3 Relación entre la forma externa de los
minerales/cristales y su red cristalina
• En algunas rocas, especialmente en las rocas cristalinas como las plutonitas y las metamorfitas - los minerales
presentan caras de cristales las cuales son superficies lisas
limitadas por ángulos determinados. Estos planos lisos a
menudo corresponden con planos de su red cristalina y por
lo tanto reflejan la estructura cristalina del cristal.
En una micacita de mica y granate por ejemplo los granates
a menudo cristalizan en su forma propia, dice que todos los
planos externos de los granates corresponden con planos
de su red cristalina: los granates son idiomorfos.


• En un granito o una granodiorita por ejemplo se obser_
van plagioclasas y feldespatos alcalinos limitados por
algunos planos del cristal y por algunos planos de forma
irregular: las plagioclasas y los feldespatos alcalinos de
los granitos son 'hipidiomorfos'.
En otras rocas por ejemplo en las areniscas los minera_
les no presentan caras de cristales pero sí poseen
formas de fragmentos o clastos.
• 1.2.4 Estructura atómica de los minerales/cristales
• Cada mineral y cada cristal tiene una composición
constante de elementos en proporciones definidas.
Por ejemplo el diamante se constituye solo de un único
elemento: el carbono C . La sal de mesa común , el
mineral halita se compone de dos elementos: sodio y
cloro, en cantidades iguales: NaCl. El símbolo de la
halita 'NaCl' indica que cada ion de sodio está
acompañado por un ion de cloro.
•


• El mineral pirita, también llamado oro de los tontos se
compone de dos elementos: hierro y azufre, pero este
mineral contiene dos iones de S por cada ion de Fe.
ta relación se expresa por el símbolo FeS2.
• El cristal tiene una disposición o un arreglo atómico
único de sus elementos. Cada cristal tiene una forma
cristalina y característica producida por su estructura
cristalina.
• 1.3 Definiciones
• Homogéneo
Los minerales/cristales tienen las mismas propiedades
físicas en paralelas direcciones y tienen una
composición química definida y uniforme.
• Cristalino
Los diferentes componentes químicos se encuentran en
lugares definidos y se ordenan regularmente, formando
un cristal con estructura atómica regular o con arreglo
atómico ordenado.


• Amorfo
Sin estructura cristalina; los vidrios volcánicos y los
precipitados en forma de gel (ópalo) son cuerpos
amorfos.
• Isotrópico
Tienen las mismas propiedades en todas sus
direcciones; los cristales cúbicos y los vidrios volcánicos
son isotrópicos, por ejemplo granate.
• Anisotrópico
Los cristales tienen distintas propiedades físicas en
diferentes direcciones; todos los cristales excepto los
cristales cúbicos son anisotrópicos, por ejemplo cuarzo,
calcita. por ejemplo la dureza de la distena es una
característica física que difiere en distintas direcciones.
Se puede rayarla en dirección longitudinal (dureza = 4,5
- 5) más fácilmente que en su dirección transversal
(dureza = 6,5 - 7).


• Mineral
Un elemento químico, sólido, un compuesto
sólido o una solución sólida, naturalmente
formado, materialmente homogéneo, por
ejemplo calcita. véase : mineral
• Cristal
Un cuerpo cristalino con un arreglo ordenado de
sus átomos, por ejemplo cuarzo. Véase cristal.
•


• Se describen como materiales cristalinos aquellos
materiales sólidos cuyos elementos constitutivos se
repiten de manera ordenada y paralela y cuya
distribución en el espacio muestra ciertas relaciones de
simetría. Así, la propiedad característica y definidora del
medio cristalino es ser periódico, es decir, que a lo largo
de cualquier dirección, y dependiendo de la dirección
elegida, la materia que lo forma se halla a distancias
específicas y paralelamente orientada. Además de ésta,
otras propiedades características son la homogeneidad
y la anisotropía.


• Por tanto, el cristal está formado por la
repetición monótona de agrupaciones atómicas
paralelas entre sí y a distancias repetitivas
específicas (traslación). La red cristalina es
una abstracción del contenido material de este
medio cristalino, y el tratarlo únicamente en
función de las traslaciones presentes constituye
la esencia de la teoría de las redes cristalinas.
• En la red cristalina todos los puntos, nudos,
tienen exactamente los mismos alrededores y
son idénticos en posición con relación al patrón
o motivo que se repite. Este motivo es una
constante del cristal ya que constituye el
contenido material, es decir, su naturaleza
atómica, de manera que red x motivo = cristal.

La estructura cristalina

• En esta red espacial existe una porción
del espacio cristalino, denominado celda
unidad, el cual repetido por traslación y
adosado desde un punto reticular a otro
engendra todo el retículo. De esta
manera, conociendo la disposición exacta
de los átomos dentro de la celdilla unidad,
conocemos la disposición atómica de todo
el cristal.


• Periodicidad
• El medio cristalino es un medio periódico ya que
a lo largo de cualquier dirección la materia que
lo forma se halla a distancias específicas y
paralelamente orientada, de forma que la
orientación y distancias a que se encuentran
dependen de la dirección elegida. La distancia
según la cual las unidades estructurales se
repiten paralela e idénticamente a lo largo de
una dirección dada se denomina traslación.
Éstas definen la denominada red cristalina,
constituida por una serie de puntos (nudos)
separados entre sí por las citadas traslaciones.


• Homogeneidad:
• En una red cristalina la distribución de nudos
alrededor de uno de ellos es la misma,
independientemente del nudo que tomemos
como referencia. Así una red es un conjunto de
nudos homogéneos o bien, un conjunto
homogéneo de nudos.
• Anisotropía:
• La red de nudos constituyente del estado
cristalino es anisótropa en cuanto a las
distancias entre nudos, es decir, ésta depende
de la dirección según la cual se mide.


• Para una apropiada asimilación de lo que significa el
orden interno cristalino, se ha de comenzar por la
visualización y definición, a través de vectores
traslación, del orden interno monodimensional,
constituido por las diferentes direcciones de la red que
definen, por su periodicidad, filas reticulares donde los
nudos están alineados y equidistantes entre sí.
• Fila reticular
• Se trata de una fila de nudos obtenida por aplicación
sucesiva de una traslación definida.
• El símbolo de las filas reticulares se denomina como los
índices [uvw] que son los componentes del vector
traslación que une dos nudos adyacentes de la fila
considerada expresados en función de un par primitivo
cuyo origen se sitúa sobre uno de estos dos nudos.


• Plano reticular
• Un plano reticular queda definido por dos
filas reticulares conjugadas. Todo plano
reticular puede definirse por sus
intersecciones (Ha, Kb, Lc) con los tres
ejes fundamentales del cristal. Las
dimensiones de estas intersecciones
(HKL), medidas desde un nudo tomado
como origen son los parámetros del plano
reticular correspondiente. Sin embargo, la
denominación habitual de un plano
reticular son los índices de Miller.


• Índices de Miller
• Se obtienen calculando las intersecciones
(H, K, L), o número de traslaciones, con
los tres ejes fundamentales del cristal.
Posteriormente se invierten y se eliminan
denominadores, o bien, se calculan los
cocientes entre el producto de las tres
intersecciones dividido entre cada una de
las intersecciones: (H*K*L= N, N/H= h,
N/K=k, N/L=l)
• Ver gráficos correspondientes.

Celda unidad
En una red cristalina existen siempre tres traslaciones no
coplanarias que tienen las dimensiones mínimas entre
todas las traslaciones posibles de la red: son las
traslaciones fundamentales o constantes reticulares, de
dimensiones submicroscópicas. La porción del espacio
cristalino limitado por estas traslaciones constituye la
celda fundamental del cristal y es característica del
mismo. Ver gráfico


• Se denomina celda primitiva aquella que
no tiene nudos en su interior y celda
múltiple a la que si los tiene y está
definida por vectores múltiples que son
múltiplos enteros del vector traslación
unitario de igual dirección. Se llama
multiplicidad al número de nudos que
hay por celda elemental (todas las celdas
primitivas de una red tienen multiplicidad 1
, ¼ * 4 = 1)


• El orden bidimensional es el resultado de
traslaciones regulares en dos direcciones
distintas que resultan en la definición de
los cinco tipos de redes planas. La
asimilación de este orden bidimensional
es básica para comprender la regularidad
correspondiente a objetos
tridimensionales tales como la materia
cristalina. Se definen cinco tipos de redes
planas con las siguientes características


• Existen también redes centradas, que
son el resultado de añadir nuevos nudos
en el centro de cada paralelogramo
generador de la red plana. Sólo puede
realizarse esta operación de centrado si la
red resultante es morfológicamente
diferente de la original; por ello sólo
pueden centrarse las redes rectangulares
(obteniéndose una red rómbica) o las
redes rómbicas (dando lugar a una red
rectangular).


• Las redes planas forman, por apilamiento
homogéneo, los distintos tipos de redes
espaciales, es decir, las distintas familias
de planos cristalinos que integran el
cristal. La manera como estos planos se
apilan determina los ángulos entre las
traslaciones fundamentales en las tres
dimensiones que es lo que define, a su
vez, la forma y dimensiones del
paralelepípedo o celda unidad que
caracteriza la red cristalina.


• De la superposición de planos se generan catorce
celdas morfológicamente distintas que se conocen como
las Redes de Bravais, en honor de su descubridor.
• En términos de redes cristalinas tridimensionales, los
paralelepípedos fundamentales, morfológicamente
distintos son el resultado de combinar las tres
traslaciones fundamentales de valores dados con sus
inclinaciones respectivas, es decir, con los tres
ángulos , ß, y γ .
• Su construcción se realiza apilando paralelamente una
sucesión infinita de modelos de planos idénticos, de
manera que la distancia entre ellos sea siempre igual
(familia de planos). Mientras que en el plano se
deducían cinco tipos de redes, en el espacio
tridimensional se reconocen hasta catorce distribuciones
periódicas:


• Cristalografía.

• 1.4 Los sistemas cristalinos
• Los cristales se describen por los sistemas
cristalinos.
Se pueden observar el análisis de un cristal
considerando un cubo (fig. 1.4.1).
Existen 7 sistemas cristalinos y cada uno de
ellos tiene sus propios elementos de
simetría.
Se describen los sistemas cristalinos por:
• - Sus ejes cristalográficos.
- Los ángulos que respectivamente dos de
los ejes cristalográficos rodean.
- Las longitudes de los ejes cristalográficos.

Cristalografía.

• 1. Se fijarán el aspecto obvio que todas las caras están
perpendiculares entre sí.
2. Hay tres planos de simetría, que están
perpendiculares entre sí y los cuales se llaman 'planos
axiales de simetría'. Cada cara a un lado de este plano
de simetría se refleja a su otro lado. También se pueden
coger dos caras opuestas del cubo entre pulgar y índice
así incluyendo un eje de simetría y girar el cubo para
encontrar un eje cuaternario de simetría. Es decir que
por una rotación completa de 360° una cara se repite
cuatro veces.
Un otro eje de simetría entre las esquinas opuestas del
cubo es un eje ternario de simetría. De los mismos hay
cuatro en el cubo. Un eje de simetría perpendicular a un
par de aristas opuestas es un eje binario de simetría, de
los cuales existen seis en el cubo.

• 3. El aspecto esencial de la simetría es el siguiente: se
pueden realizar una operación geométrica en tal manera
que una cara se repite en una otra posición. Es decir
que al realizar una operación geométrica como una
rotación p. ej. una cara nueva ocupará la misma
posición que fue ocupado por una otra cara antes de la
rotación y con la consecuencia que no pueden
distinguirse entre la apariencia después la rotación y la
apariencia original.
• Simetría de un cubo según PHILLIPS & PHILLIPS
(1986):
Zona: Un grupo de caras que se interceptan formando
aristas paralelas, se dice que constituyen una zona.
• Eje de zona: La dirección de las líneas de intersección
entre las caras de una zona, se llama eje de zona.
1. El cubo exhibe tres conjuntos de aristas paralelas, por
tanto se compone de tres zonas. Las tres ejes de zona
son ortogonales.

• Las seis caras del cubo son idénticas, cada una de ellas
es paralela a dos ejes de zona y perpendicular al tercer
eje de zona.
• En consecuencia el cubo es una forma de seis lados,
que encierre completamente a un espacio.. Por ello, a la
forma cúbica de designe como una forma simple.
2. Cuando una misma cara del cubo de observa en
cuatro posiciones diferentes durante la rotación, el eje
paralelo de las aristas es un eje de simetría cuaternario,
el cual se denomine eje cuaternario. En el cubo hay tres
ejes cuaternarios.
3. Puesto que las caras del cubo tienen la misma
orientación en tres posiciones durante una rotación
completa, el eje que pasa por las esquinas de un cubo
perfectamente simétrico puede describirse como un eje
de simetría ternario o un eje ternario. Dado que los ejes
ternarios unen esquinas opuestas del cubo deberán
existir cuatro ejes ternarios.

• Redes
monoclínicas
• (a ≠ b ≠ c;  = γ =90º
≠ß)
• La celda es un
paralelepípedo no
recto de base
rectangular
(formados por redes
planas
rectangulares).
• - Red monoclínica
primitiva, P
• - Red monoclínica
de base centrada.

• 4.Cuando se gira sobre un eje perpendicular a un par de
aristas opuestas y la imagen del cubo se repite dos
veces, el eje es de simetría binaria y se llama eje
binario. En vista de que hay seis pares de aristas
opuestas en el cubo éste debe tener seis ejes binarios

Los sistemas cristalinos

• 1.4.1 Sistema cúbico
• Existen tres ejes cristalográficos a 90° entre sí:
alfa = beta = gama = 90°
Las longitudes de los ejes son iguales:
a=b=c
Formas típicas del sistema cristalino y sus elementos de
simetría :
El cubo (p.ej. halita, fluorita), el rombododecaedro (p.ej.
granate) y el octaedro son formas de 3 ejes cuaternario
de simetría, 4 ejes ternarios de simetría y 6 ejes binarios
de simetría.
El Tetraedro es una forma de 4 ejes ternarios y de 3 ejes
binarios.
Minerales que pertenecen al sistema cúbico son:
Halita NaCl, Pirita FeS2,Galena PbS, las cuales forman
entre otros cubos.
Diamante de forma octaédrica, Magnetita Fe3O4 forma
entre otros octaedros.


• Granate, p. ej. Almandina Fe3Al2[SiO2]4 de forma
rombododecaédrica, de forma icositetraédrica o de
combinaciones de las formas icositetraédrica y
rombododecaédrica. - El rombododecaedro es una
forma simple compuesta de 12 caras de contorno
rómbico. El icositetraedro es una forma compuesta de
24 caras de contorno trapezoidal.
Esfalerita ZnS de forma tetraédrica.
• 1.4.2 Sistema tetragonal
• Existen 3 ejes cristalograficos a 90° entre sí:
Los parámetros de los ejes horizontales son iguales,
pero no son iguales al parámetro del eje vertical:
a = b ≠ [es desigual de] c
Formas típicas y sus elementos de simetría son :


• Circón (ZrSiO2) pertenece al sistema tetragonal y forma
p. ej. prismas limitados por pirámides al extremo
superior y inferior.
Casiterita SnO2.
• 1.4.3 Sistema hexagonal
• Existen 4 ejes cristalográficos, tres a 120° en el plano
horizontal y uno vertical y perpendicular a ellos:
Y1 = Y2 = Y3 = 90° - ángulos entre los ejes horizontales
y el eje vertical.
X1 = X2 = X3 = 120° - ángulos entre los ejes
horizontales.
a1 = a2 = a3 ≠ c con a1, a2, a3 = ejes horizontales y c =
eje vertical.
Apatito Ca5[(F, OH, Cl)/(PO4)3] y grafita C pertenecen
al sistema hexagonal.
Formas típicas son el prisma hexagonal y el trapezoedro
hexagonal de un eje sexternario y 6 ejes binarios.


• 1.4.4 Sistema trigonal
• Existen tres ejes cristalográficos con parámetros iguales,
los ángulos X1, X2 y X3 entre ellos difieren a 90°:
X1 = X2 = X3 = 90°
a1 = a2 = a3
Calcita CaCO3 y Dolomita CaMg(CO3)2 pertenecen al
sistema trigonal y forman a menudo romboedros.
Otra forma es una combinación de pirámide trigonal y
pinacoide con 3 ejes binarios de simetría.
• 1.4.5 Sistema ortorómbico
• Existen tres ejes cristalográficos a 90° entre sí:
Los parámetros son desiguales:
a ≠ b ≠ c [a es desigual de b es desigual c]
Ejemplo: Olivino (Mg,Fe)2(SiO4)


• Una forma típica es una combinación de paralelogramo
y pinacoide con 3 ejes binarios de simetría
• 1.4.6 Sistema monoclínico
• Hay tres ejes cristalográficos, de los cuales dos ( uno de
los dos siempre es el eje vertical = eje c) están a 90°
entre sí:
alfa = gama = 90° y beta es mayor de 90°
Los parámetros son desiguales.
a ≠ b ≠ c [a es desigual de b es desigual de c]
Ejemplo: Mica


• 1.4.7 Sistema triclínico
• Hay tres ejes cristalográficos, ninguno de ellos a 90°
entre sí:
alfa es desigual de beta es desigual de gama es
desigual de 90°
Los parámetros son desiguales.
a ≠ b ≠ c [a es desigual de b es desigual de c]
Ejemplo: Albita: NaAlSi308 y Distena: Al2SiO5.

•

PROPIEDADES DE LOS MINERALES

• 2. Propiedades físicas de los minerales
• 2.1 Morfología
• Se distingue la combinación de las caras del
mineral/cristal y el hábito del mineral/cristal.
• 2.1.1 Combinación de las caras
• La combinación de las caras del cristal significa el
conjunto de todas las caras del cristal o bien la
forma cristalina, la cual depende de la simetría del
cristal.
P.ej. la galenita PbS y la halita NaCl, que pertenecen
al sistema cúbico pueden cristalizar como cubos,
además la galenita puede cristalizar en una
combinación de cubo y octaedro, granate cristaliza
en la forma romboédrica, en la forma isotetraédrica
o en una combinación de dichas dos formas.
•


• 2.1.2 Las caras de un cristal (habito)
• Cuando los cristales crecen sin interferencias, adoptan
formas relacionadas con su estructura interna. El hábito
se refiere a las proporciones de las caras de un cristal.
Existen varias formas del hábito:
• Columnar: alargado en una dirección y semejante a las
columnas. Ejemplo: cristales de corindón.
Prismático: alargado en una dirección. Ejemplo:
cristales de andalucita.
Tabular: alargado en dos direcciones. Ejemplo: cristales
de barita.
Laminar: alargado en una dirección y con bordes finos.
Ejemplo: cristales de hornblenda.
Hojoso: similar a las hojas, que fácilmente se separa en
hojas. Ejemplo: moscovita.
Botroidal: grupo de masas globulares, por ejemplo
grupo de masas esferoidales de malaquita.


• Reniforme: fibras radiadas, que terminan en superficies
redondeadas. Ejemplo: hematita.
Granular: formado por un agregado de granos.
Masivo: compacta, irregular, sin ningún hábito
sobresaliente.
• 2.2 Dureza
• Se llama dureza al grado de resistencia que opone un
mineral a la deformación mecánica.
Un método útil y semicuantitativo para la determinación
de la dureza de un mineral fue introducido por el químico
alemán Mohs. El creyó una escala de dureza de 10
niveles. Para cada nivel existe un mineral representativo
y muy común. El mineral del nivel superior
perteneciendo a esta escala puede rayar todos los
minerales de los niveles inferiores de esta escala.
La dureza de un mineral desconocido puede averiguarse
rascando entre sí una cara fresca del mineral
desconocido con los minerales de la escala de MOHS.


• El mineral más duro es capaz de rayar el mineral más
blando. Los minerales de la escala de MOHS que rayan
el mineral desconocido son más duros como esto, los
minerales que son rayados por el mineral desconocido
son menos duros.
• Por tanto la dureza del mineral desconocido se estrecha
entre el nivel superior del mineral que puede rayarlo y el
nivel inferior del mineral que es rayado por este mineral.
Con cierta experiencia y algunos medios auxiliares
simples se puede conocer rápidamente la dureza de
forma aproximada.
Los minerales que pertenecen a la escala de MOHS son
los siguientes:

Dureza Nombre del mineral Tratamientos auxiliares.
DUREZA

MINERAL

COMPARACION

1

Talco

La uña lo raya con facilidad

2

Yeso

La uña lo raya

3

Calcita

La punta de un cuchillo lo raya con facilidad

4

La punta de un cuchillo lo raya

6

Fluorita
Apatito
Ortoza

7

Cuarzo

Puede rayar un trozo de vidrio y con ello el
acero despide chispas

8

Topacio


9

Corindón


10

Diamante


5

La punta de un cuchillo lo raya con dificultad
Un trozo de vidrio lo raya con dificultad

• La dureza de un mineral depende de su composición
química y también de la disposición de sus átomos. Cuanto
más grande son las fuerzas de enlace, mayor será la dure_
za del mineral.
Grafito y diamante por ejemplo son de la misma composi_
ción química, solamente se constituyen de átomos de car_
bono C. Grafito tiene una dureza según MOHS de 1,
mientras que diamante tiene una dureza según MOHS de
10.
En la estructura del diamante cada átomo de carbono - que
tiene 4 electrones en su capa más exterior - puede alcanzar
la configuración de ocho electrones compartiendo un par de
los mismos con 4 átomos de carbono adyacentes, los
cuales ocupan las esquinas de una unidad estructural de
forma tetraédrica. El enlace covalente entre los átomos de
carbono se repite formando una estructura continua, dentro
de lo cual la energía de los enlaces covalentes se
concentra en la proximidad de los electrones compartidos,
lo que determina la dureza excepcional del diamante.

• En la estructura del grafito, los átomos de carbono se
presentan en capas compuestas por anillos hexagonales
de átomos, de modo que cada átomo tiene 3 que lo
rodean. Las capas de átomos del grafito están
separadas una distancia relativamente grande, 3.41Å, y
quedan átomos dispuestos en forma alternada,
exactamente por encima de los átomos de la capa
adyacente. La causa de la poca dureza del grafito es
que los enlaces entre las capas de átomos son muy
débiles, mientras que los átomos en el interior de las
capas están dispuestos mucho más próximos que en la
estructura del diamante.
•

• 2.3 Exfoliación (crucero)
• Los cuerpos cristalinos pueden exfoliarse en superficies
lisas a lo largo de determinadas direcciones, mediante la
influencia de fuerzas mecánicas externas, por ejemplo
mediante de la presión o de golpes de un martillo.
Esta llamativa exfoliación (crucero) depende del orden
interno existente en los cristales. Los planos de
exfoliación o bien de clivaje son la consecuencia del
arreglo interno de los átomos y representan las
direcciones en que los enlaces que unen a los átomos
son relativamente débiles. La superficie de exfoliación
corresponde siempre a caras cristalinas sencillas.
Mientras mayor es el contraste entre la fuerza de los
enlaces que unen a los átomos en las direcciones
paralelas al plano de exfoliación (crucero) y la debilidad
de los enlaces que unen a los átomos en las direcciones
perpendiculares a los planos de exfoliación (crucero),
mayor será la tendencia del mineral a romperse a lo
largo de este plano.

• Las exfoliaciones se distinguen a grandes rasgos como
sigue:
· Exfoliación completa en 2 direcciones: mica, clorita,
talco.
· Exfoliación buena en dos direcciones: feldespato
potásico según dos superficies perpendiculares entre sí,
hornblenda con exfoliación prismática.
· Exfoliación buena en tres direcciones: Calcita según el
romboedro - Generalmente en todas las formas
cristalinas de calcita pueden reconocerse planos de
crucero en tres diferentes orientaciones. Estos planos de
crucero se intersecan formando ángulos de 75° y de
105° de cuales resulta la forma romboédrica típica de la
calcita. Barita BaSO4 ocurre en cristales tabulares que
tienen con frecuencia dos caras perpendiculares a la
cara mayor que convergen formando bordes agudos.
· Exfoliación clara en dos direcciones: piroxeno.
· Exfoliación poco clara: olivino
·

• Exfoliación ausente: cuarzo con su fractura concoidea. En el
cuarzo los átomos están dispuestos con tal regularidad que los
enlaces entre los mismos son muy similares en todas direcciones.
En consecuencia, no existe tendencia a que el mineral se rompa
según un plano particular, y en los cristales de cuarzo se
desarrollan fracturas concoidales.
• Una medida para determinar la calidad de la exfoliación es, entre
otras, el brillo existente sobre las superficies de exfoliado, que es el
responsable de las superficies lisas reflejantes que se observan en
los frentes de las aristas.

• 2.4 Brillo
• El brillo es debido por la capacidad del mineral de reflejar la luz
incidente.
Se distinguen minerales que poseen las siguientes
• Clases de brillo.

Brillo

Ejemplos/ Descripción

Metálico

pirita, magnetita, hematita, grafito

Semimetálico

uraninita (pechblenda, UO2), goethita

Vítreo

cuarzo, olivino, nefelina, en las caras
cristalinas, siderita

Resinoso
Graso
No-metálico

como la resina, p.ej. esfalerita.
grasoso al tacto: cuarzo, nefelina de brillo

Oleoso

olivino.

Perlado

Mate

como el brillo de las perlas, p.ej. talco,
biotita, siderita
como el brillo de seda: yeso de estructura
fibrosa, sericita, goethita
como el brillo de la tiza

Adamantino

brillante: diamante, rutilo

Sedoso

gris graso.

• 2.5 Color
• Respecto al color se distinguen dos grupos de
minerales:
· los minerales idiocromáticos
· los minerales alocromáticos.
Se llama idiocromaticos a los minerales que tienen
colores característicos relacionados con su composición.
En este caso el color es útil como medio de identifica
ción.
• Minerales idiocromáticos con colores distintos se
presentan en la siguiente tabla, por ejemplo:
• Los minerales que presentan un rango de colores
dependiendo de la presencia de impurezas o de
inclusiones se llaman alocromáticos.

Tabla para la identificación de colores de mineral

MINERAL

Color Idiocromático

Magnetita

Negro

Hematita

rojo

Epidota

verde

Clorita

verde

Lapis lazuli

azul oscuro

Turquesa

azul característico

Malaquita

verde brillante

Cobre nativo

rojo cobrizo

A los minerales alocromáticos pertenecen p. ej.:
Feldespato potásico cuyo color varia de incoloro a
blanco pasando por color carne hasta rojo intenso o
incluso verde.
• Cuarzo: Cuarzo puro es incoloro.
La presencia de varias inclusiones líquidas le da un
color blanco lechoso. (véase: cuarzo)
Amatista es de color púrpura característico que
probablemente es debido a impurezas de Fe3+ y Ti3+ y
la irradiación radioactiva.
Corindón: Corindón puro es incoloro.
Corindón portando cromo como elemento traza es de
color rojo y se lo llama rubi.
El safiro es una variedad transparente de corindón de
varias colores.
• Por la existencia de minerales alocromáticos el color es
un medio problemático para identificar un mineral.

• LA RAYA:
• El color de la raya es debido por trozos del cristal
molidos muy finos, colocados sobre una base blanca,
como p.ej. un trozo de porcelana facilita el que
separamos si nos encontramos ante un mineral de color
propio o ajeno.
El color de la raya tiene importancia en laEl color de la
raya del feldespato potásico siempre será blanca
igualmente si es producido por un feldespato potásico
incoloro, de color carne o verde. identificación de las
menas. El color de la raya de magnetita es negra,
de hematita es rojo cereza, de goethita es de color café.
•

• 2.6 Otras propiedades de los minerales
• 2.6.1 Cristales maclados
• Algunos cristales están formados por dos o más partes en
las cuales la celosía (Kristallgitter) tiene orientaciones
diferentes que están relacionadas en forma geométrica. Los
cristales compuestos de este tipo se conocen como cristales
maclados.
Hay varios tipos de maclas, por ejemplo
Si las dos partes de una macla simple están separados por
una superficie definida, ésta se describe como maclado de
contacto. maclas simples, maclados de contacto, maclas de
interpenetración, maclas paralelas, maclado normal. Se
llaman maclas simples a los cristales compuestos de dos
partes individuales, que tienen una relación estructural
definida.
Macla de interpenetración se refiere a los cristales unidos
por un plano de composición - superficie a lo largo de la
cual los dos individuos están unidos - irregular, por ejemplo.
ortoclasa.

• 2.6.2 Solubilidad
• La solubilidad depende de la composición del mineral.
Sobre todo se usan una dilución frío de ácido clorhídrico
HCl para distinguir Calcita de puro CaCO3 (carbonato
de calcio) de otros minerales parecidos de una cantidad
menor de CaCO3 o sin CaCO3.
La reacción es la siguiente:
CaCO3 + 2HCl --> H2CO3 (dióxido de carbono diluido
en agua) + CaCl2 y H2CO3 se descompone en H2O y
dióxido de carbono CO2 (gas).
Burbujas de CO2 se producen por esta reacción. Se
observa la efervescencia de la dilución de ácido
clorhídrico cuando se libera el dióxido de carbono.
La concentración de la dilución de HCl tiene que ser 5%.
Para la aplicación de la dilución de HCl se necesitan un
plano fresco de fractura de una roca.

• 2.6.3 Densidad.
• Cada mineral tiene un peso definido por centímetro
cúbico; este peso característico se describe
generalmente comparándolo con el peso de un volumen
igual de agua; el número de masa resultante es lo que
se llama 'peso especifico' o 'densidad' del mineral.
• El peso especifico de un mineral aumenta con el número
de masa de los elementos que la constituyen y con la
proximidad o el apretamiento en que estén arreglados
en la estructura cristalina.
La mayoría de los minerales que forman rocas tienen un
peso especifico de alrededor de 2,7 g/cm3, aunque el
peso especifico medio de los minerales metálicos es
aproximadamente de 5 g/cm3.
Los minerales pesados son los que tienen un peso
especifico más grande que 2,9 g/cm3, por ejemplo
circón, pirita, piroxeno, granate

Algunos ejemplos
Densidad en g/cm3

2,65

2,5
2,6-2,8
4,47
4,9
5,0-5,2
19,3

Mineral
Cuarzo
Feldespato
Plagioclasa
Baritina
Magnetita
Pirita
Oro

Determinación del Peso específico:

• 2.6.4 Propiedades magnéticas y eléctricas
• Todos los minerales están afectados por un campo
magnético. Los minerales que son atraídos ligeramente
por un imán se llaman paramagnéticos, los minerales
que son repelidos ligeramente por un imán se llaman
diamagnéticos.
Magnetita Fe3O4 y la pirrotita Fe1-nS son los únicos
minerales magnéticos comunes.
• Los minerales tienen diferente capacidad para conducir
la corriente eléctrica. Los cristales de metales nativos y
muchos sulfuros son buenos conductores, minerales
como micas son buenos aislantes dado que no
conducen la electricidad.

• 2.6.5 Luminiscencia y fluorescencia
Luminiscencia se denomina la emisión de luz por un
mineral, que no es el resultado de incandescencia. Se la
observa entre otros en minerales que contienen iones
extraños llamados activadores.
Fluorescencia
Los minerales fluorescentes se hacen luminiscentes
cuando están expuestos a la acción de los rayos
ultravioleta, X o catódicos. Si la luminiscencia continua
después de haber sido cortado la excitación se llama al
fenómeno fosforescencia y al mineral con tal
característica mineral fosforescente.
Las fluoritas de color intenso son minerales
fosforescentes, que muestran luminiscencia al ser
expuestos a los rayos ultravioleta.

2.6.6 Piezoelectricidad
Se observa en minerales con ejes polares (sin centro de
simetría) como en el cuarzo por ejemplo. Debido a la
polaridad de la estructura cristalina al suministrar energía,
como calor o presión, al mineral se genera una carga
eléctrica en los dos extremos del eje polar de un mineral y
dirigido en sentido opuesto. En la turmalina el eje polar es el
c. En el cuarzo los ejes polares son los ejes a. El cuarzo
piezoeléctrico se emplea por ejemplo en el geófono
piezoeléctrico, donde un movimiento vertical de la Tierra
ejerce una presión a un cristal de cuarzo y se produce una
carga eléctrica. Un otro ejemplo es la "aguja" de un
tocadiscos. Un zafiro piezoeléctrico genera una pequeña
carga eléctrica a causa de su deformación (movimiento)
sufrido arriba de la pista del disco. La información (la
música) del disco es representada por un sin numero de
cambios morfológicos adentro de la pista del disco.
El cristal piezoeléctrico se deforma de acuerdo de estos
cambios en la superficie y esto se puede amplificar como
sonido

MINERALES :Clasificación

Clasificación de los minerales formadores de rocas
• 1. Elementos nativos :
• Elementos nativos son los elementos que aparecen sin
combinarse con los átomos de otros elementos como
p.ej. oro Au, plata Ag, cobre Cu, azufre S, diamante C.
• Aparte de la clase de los elementos nativos los
minerales se clasifican de acuerdo con el carácter del
ion negativo (anión) o grupo de los aniones, los cuales
están combinados con iones positivos.
• 2. Sulfuros incluido compuestos de selenio (Selenide),
arsenurios (Arsenide), telururos (Telluride), antimoniuros
(Antimonide) y compuestos de bismuto (Bismutide).
Los sulfuros se distinguen con base en su proporción
metal:azufre según el proposito de STRUNZ (1957,
1978).
Ejemplos son galena PbS, esfalerita ZnS, pirita FeS2,
calcopirita CuFeS2, argentita Ag2S, Löllingita FeAs2.
•


• 3. Haluros
Los aniones característicos son los halógenos F, Cl, Br,
J, los cuales están combinados con cationes
relativamente grandes de poca valencia, p.ej. halita
NaCl, silvinita KCl, fluorita CaF2.
• 4. Óxidos y Hidróxidos
Los oxidos son compuestos de metales con oxígeno
como anión. P.ej. cuprita Cu2O, corindón Al2O3,
hematita Fe2O3, cuarzo SiO2, rutilo TiO2, magnetita
Fe3O4.
Los hidroxidos están caracterizados por iones de
hidroxido (OH-) o moleculas de H2O-, p.ej. limonita
FeOOH: goethita *-FeOOH, lepidocrocita *-FeOOH.
• 5. Carbonatos
El anión es el radical carbonato (CO3)2-, p.ej. calcita
CaCO3, dolomita CaMg(CO3)2, malaquita
Cu2[(OH)2/CO3].


• 6. Sulfatos, Wolframatos, Molibdatos y Cromatos
En los sulfatos el anión es el grupo (SO4)2- en el cual el
azufre tiene una valencia 6+, p.ej. en la barita BaSO4,
en el yeso CaSO4*2H2O.
En los wolframatos el anión es el grupo wolframato
(WO4)4-, p.ej. scheelita o bien esquilita CaWO4.
• 7. Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos
En los fosfatos el complejo aniónico (PO4)3- es el
complejo principal, como en el apatito Ca5[(F, Cl,
OH)/PO4)3]los arseniatos contienen (AsO4)3- y los
vanadatos contienen (VO4)3- como complejo aniónico
• 8. Silicatos
Es el grupo más abundante de los minerales formadores
de rocas donde el anión está formado por grupos
silicatos del tipo (SiO4)4-.

LOS SILICATOS

• 8.1 La estructura de los silicatos
Más del 90% de los minerales que forman las rocas son
silicatos, compuestos de silicio y oxígeno y uno o más
iones metálicos.
• Principios estructurales de los silicatos:
• Son los siguientes:
a) Cada uno de los silicatos tiene como compuesto
básico un ion complejo de forma tetraédrica. Este
tetraedro consiste en una combinación de un ion de
silicio con un radio de 0.42Å, rodeado por 4 iones de
oxígeno con un radio de 1.32Å tan estrechamente como
es posible geométricamente. Los iones de oxígeno se
encuentran en las esquinas del tetraedro y aportan al
tetraedro una carga eléctrica de -8 y el ion de silicio
contribuye con +4. Así , el tetraedro puede considerarse
como un anion complejo con una carga neta de -4. Su
símbolo es [SiO4]4-. Se lo conoce como anión silicato.

• b) La unidad básica de la estructura de los silicatos es el
tetraedro de [SiO4]4-. Se distinguen algunos pocos tipos
estructurales de los silicatos: los neso-, soro-, ciclo-, ino
y tectosilicatos.
• c) El catión Al3+ puede ser rodeado por 4 o 6 átomos de
oxígeno (cifra de coordenación de 4 o 6) y tiene un
diámetro iónico muy similar a Si4+ (Si4+: 0.42Å, Al3+:
0.51Å). Por esto reemplaza al Si4+ en el centro del
tetraedro por ejemplo en la moscovita
KAl[6]2[(OH)2/Si3Al[4]O11] o se ubica en el centro de un
octaedro como los cationes Mg2+ o Fe2+ por ejemplo
en el piroxeno de sodio Jadeita NaAl[6]Si2O6.

• 8.2 Tipos de estructuras de silicatos
-Silicatos formados de tetraedros independientes, que
alternan con iones metálicos positivos como p.ej. en el
olivino.
Además el oxígeno del anión silicato [SiO4]4simultáneamente puede pertenecer a 2 diferentes
tetraedros de [SiO4]4-. De tal manera se forman aparte
de los tetraedros independientes otras unidades
tetraédricas.
- Sorosilicatos formados de paras de tetraedros:
[Si2O7], por ejemplo epidota.
- Ciclosilicatos formados por anillos de tetraedros de
[SiO4]4-: [Si3O9]6-, [Si4O12]8-, [Si6O18]12-, p.ej. berilo
Be3Al2[Si6O18].
.

• - Inosilicatos formados por cadenas simples o cadenas
dobles de tetraedros de [SiO4]4-:
por cadenas simples por ejemplo piroxenos
por cadenas dobles por ejemplo anfíboles
• Filosilicatos formados por placas de tetraedros de
[SiO4]4- por ejemplo caolinita, talco.
- Silicatos con estructuras tetraédricas tridimensionales,
por ejemplo feldespatos y los feldespatoides.
•

• Clasificación con base en las propiedades externas
de los minerales
• Para los minerales que más abundan en las rocas
puede aplicar la clasificación siguiente la que se basa en
las propiedades externas de los minerales.
En esta clasificación se distingue:
Los componentes claros los más comunes son cuarzo,
los aluminosilicatos de potasio, sodio y calcio como el
feldespato potásico y las plagioclasas, los
feldespatoides y moscovita. Otros minerales claros
importantes formadores de rocas son calcita CaCO3,
dolomita CaMg(CO3)2, yeso CaSO4*2H2O, anhidrita
CaSO4, apatito, zoisita, cordierita, talco, zeolita, los
minerales arcillosos como p.ej. montmorilonitay caolinita
y la mica illita. Los minerales arcillosos y illita son de
extraordinaria importancia en el campo sedimentario y
sobre todo en la formación del suelo.

• Los componentes oscuros los más comunes son los
silicatos de hierro y magnesio (máficos) como olivino,
piroxeno, anfíbol, biotita, clorita.
Los minerales típicos de las paragénesis metamórficas
son los granates y los silicatos de aluminio: andalucita,
sillimanita distena (cianita).

MINERALES COMUNES DE LAS ROCAS IGNEAS
FELDESPATO ORTOSA

El feldespato es el mineral
más abundante del mundo,
representa casi la mitad del
volumen de la corteza
terrestre. Esta muestra
contiene dos tipos distintos
de feldespato: microclima
verde (también llamada
amazonita) y ortoclasa
blanca.

ORTOSA

La ortosa, feldespato
monoclínico con fórmula
KALSI3O8, es uno de los
minerales más comunes.
Suele ser de color blanco, gris
o rojo tenue, aunque es a
veces incolora. Se usa en la
fabricación de porcelana y
vidrio. La adularía es una
variedad incolora entre
translúcida y transparente


La microclina, que
cristaliza en el sistema
triclínico, es idéntica a la
ortosa en composición
química y casi igual en sus
propiedades físicas. Puede
encontrarse en forma de
enormes monocristales.
Sus usos industriales son
similares a los de la ortosa.
La amazonita, variedad
verde, si está muy pulida,
es apreciada como gema

PIROXENO :AUGITA
•

Semejantes a los anfíboles. El
miembro más frecuente de este

grupo

es

la

auguita,

composición:
complejos
calcio,

su

silicatos
que

contienen

magnesio,

alúmina,

hierro, sodio. Su color varía de
verde oscuro a negro, con brillo
vítreo o sedoso y raspadura de
color claro. Su dureza es de 5
a

6.

La

auguita

y

la

hornablenda se parecen mucho
entre sí.

MINERALES EN SECCIONES DELGADAS
HORNBLENDA
•

El principal es la hornablenda,
su composición es: silicatos
hidratados complejos de calcio,
magnesio,

hierro,

aluminio.

Tiene color que varía de verde
a negro, con brillo vítreo o
sedoso y raspadura de color
claro. Su dureza es de 5 a 6.

Muscovita
•

Los más comunes son la moscovita o
mica blanca (silicato de potasio y
aluminio, incoloro o de tinte plateado,
con brillo perlado, y especialmente de
un crucero muy perfecto, que permite

que el mineral se rompa formando
laminas elásticas), biotita o mica
negra (es un silicato complejo de
potasio, magnesio, hierro y aluminio).

La moscovita y la biotita tienen
propiedades físicas análogas. Ambas
son blandas, 2.5 a 3, y tienen crucero
perfecto.

Biotita

•

CALCITA

Note the rhombohedral cleavage

BIBLIOGRAFIA
• http://www.windows.ucar.edu/earth/geology/ig_intro.
sp.html
• http://www.fagro.edu.uy/geologia/web/Mat_Apo/RyM/
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• http://www.astromia.com/tierraluna/rocas.htm
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%20volcanico&btnG=B%C3%BAsqueda&lr=lang_es
&sa=N&tab=wi

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