1. TEMA 4
CRISTALIZACIÓN Y
AMBIENTES
PETROGENÉTICOS
Eduardo Sanz Mora
Dpto. Biología y Geología IES Isabel
Martínez Buendía

2. 1. Concepto de mineral y cristal
MINERAL.- Toda sustancia sólida, de origen natural, homogéneos, con estructura
cristalina (disposición ordenada según un modelo geométrico regular); su
composición química, estructura cristalina y propiedades físicas son fijas o varían
muy poco.
CRISTAL.- Sólido de estructura interna ordenada (independientemente de que
externamente no lo aparente)
“Todos los Minerales son cristalinos”
MINERALOIDE.- También llamados sólidos amorfos. Sus componentes no se
encuentran ordenados siguiendo un patrón de repetición geométrica.

3. 2. Formación de los minerales
Condiciones .- la presión, temperatura y concentración de los
componentes han de ser las adecuadas
Casos.- estado desordenado estado ordenado
(sólido, líquido, gaseoso) (cristalino)
estado ordenado estado ordenado
(cristal 1) (cristal 2)
Proceso de formación.- La formación de cristales puede originarse de
diferentes maneras, según las características del ambiente donde
tenga lugar: solidificación, cristalización y recristalización.

4. Solidificación
Materiales en estado fundido que sufren un descenso en su temperatura
produciéndose un cambio de estado
En muchos casos, este proceso
no implica un proceso de
cristalización, como sucede
frecuentemente en las rocas
volcánicas (vidrios volcánicos).
En las rocas plutónicas, por el
contrario, sí tiene lugar la
formación de cristales, puesto
que, debido al enfriamiento
lento, la solidificación se
traduce en múltiples
cristalizaciones por

5. Cristalización
Se produce la formación de cristales a partir de la incorporación de
las sustancias que componen un fluido, por saturación de alguno de
los componentes.
Precipitación.-
Precipitación Sublimación:
Sublimación
Cuando el fluido es Cuando el fluido es
un líquido. La causas un gas se produce la
son variadas: pérdida cristalización
por evaporación del directamente al
fluido, aumentos en estado sólido. Es el
la concentración caso
(aporte de iones) y de las fumarolas
variaciones de volcánicas por la
temperatura o bajada brusca de la
presión. Se verifica temperatura.

6. Recristalización
Se forma un nuevo cristal por reorganización interna de los
componentes de un cristal preexistente. Al variar las condiciones
del medio (presión, temperatura o composición), un cristal puede
desestabilizarse y empezar a variar su estructura o su
composición por difusión en estado sólido. Son muy frecuentes
en el ambiente metamórfico pero se verifican también en la
meteorización y la diagénesis.

7. 3. ESTRUCTURA INTERNA DE LOS
MINERALES
La propiedad característica y definidora de la materia cristalina
es ser periódica. Quiere esto decir que, a lo largo de cualquier
periódica
dirección, los elementos que la forman se encuentran repetidos
a la misma distancia (traslación). Este principio es válido
traslación
partiendo desde cualquier punto de la estructura. Si tomamos
las traslaciones mínimas en un cristal (traslaciones
fundamentales) y desarrollamos el paralelepípedo que
generan, obtendremos la celda unidad
Cada celda unidad viene definida por la
magnitud de sus traslaciones (a y b) y de los
ángulos que forman entre ellas.
Por repetición de esta celda unidad podemos
reconstruir la red cristalina

8. Redes planas
En este caso la red viene definida por dos traslaciones (a y b) y el
ángulo que forman entre ellas (a). La celda unidad es un
paralelogramo. En el plano solo existen 5 posibles tipos de redes:

9. Redes tridimensionales
En este caso la celda unidad queda definida por tres traslaciones
fundamentales (a, b y c) los ángulos que forman: α (entre b y c),
β (entre a y c), γ (entre a y b)

10. Redes tridimensionales
Del apilamiento de estas redes se obtienen las redes tridimensionales. Existen 14 tipos diferentes
de redes tridimensionales (redes de Bravais) que se agrupan en 7 sistemas cristalinos diferentes.
Bravais
Cada sistema cristalino viene caracterizado por unos determinados valores de las traslaciones y de
los ángulos que forman de su celda unidad:

11. 4. CRISTALOGÉNESIS
Independientemente del mecanismo ambiental que ha originado
un cristal, su formación o cristalogénesis sigue una serie de
etapas denominadas nucleación y crecimiento.
crecimiento
1. NUCLEACIÓN.- La formación de un cristal comienza con la
formación de un núcleo o partícula inicial con las propiedades
de un cristal, a partir de la cual éste ya puede crecer. Existen
dos modalidades de nucleación: la
Nucleación homogénea: Cuando
homogénea
partícula es de la misma composición
y estructura del cristal que se va a
formar.
Nucleación heterogénea: Cuando el
heterogénea
núcleo es una sustancia diferente y
preexistente que favorece su
cristalización. Las partículas extrañas
quedan incluidas dentro del nuevo
cristal como impurezas o inclusiones.

12. 2. CRECIMIENTO.- A partir de los núcleos se inicia el
crecimiento de los cristales siempre que las condiciones del
medio lo permitan (tiempo, estabilidad, etc).
El crecimiento real de los cristales se separa de este modelo
ideal, produciéndose lo que se denominan defectos
cristalinos.

13. Defectos cristalinos
La cristalización nunca es perfecta. Como en cualquier proceso
natural se producen imperfecciones en el crecimiento. Son las
responsables de variaciones en el color o la forma de los cristales
Vacancias: Se producen
Vacancias Dislocaciones: Aparición de
Dislocaciones
por la ausencia en la red de nuevas filas de elementos
un elemento. cuando en el plano anterior no
existían.
Átomos intersticiales:
intersticiales
Inclusión en la red de un
átomo fuera de las
posiciones reticulares.
Con frecuencia este
Sustituciones: Entrada
Sustituciones
en la red de un átomo
diferente, pero de
similar radio iónico que
el que la compone.

14. Forma de los cristales
Como la tendencia durante el crecimiento es a completar
caras, la forma final con la que aparece un cristal (siempre
que no tenga limitación de espacio) se denomina hábito
cristalino y es fiel reflejo de su estructura interna. Existen
diferentes tipos de hábitos: acicular, laminar, poliédrico,
prismático.

15. Forma de los cristales
La formación de un único núcleo y un único cristal aislado
es muy complicada. Por el contrario es frecuente que en el
proceso de crecimiento se creen agregados cristalinos,
cristalinos
unión de cristales formados a partir de diferentes núcleos.
Según se dispongan los cristales, los agregados reciben el
nombre de irregulares, paralelos, radiales, etc.
Un tipo especial de agregados son las
maclas, consecuencia de la formación
maclas
de varios núcleos a partir de los cuales
se ha producido el crecimiento.
Ninguno de ellos consigue englobar a

16. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS
MINERALES
1. DUREZA: Resistencia a
ser rayado. Un mineral
posee una dureza mayor
que otro, cuando el
primero es capaz de rayar
al segundo. Se utiliza
para medirla la Escala de
Mohs

17. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS
MINERALES
2. EXFOLIACIÓN: al aplicar la fuerza necesaria, se rompe
de manera que deje dos superficies planas .
YES
O
MOSCOV
BIOTITA ITA

18. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS
MINERALES
3. DENSIDAD: Relación entre la masa y el volumen
Densidad en g/cm3 Mineral
2,65 Cuarzo
2,5 Feldespato
2,6-2,8 Plagioclasa
4,47 Baritina
4,9 Magnetita
5,0-5,2 Pirita
19,3 Oro

19. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS
MINERALES
4. TENACIDAD: La resistencia que un mineral opone a ser
roto, molido, doblado o desgarrado, en resumen su
cohesión. A continuación se facilitan los términos que se
emplean para describir las diversas clases de tenacidad en
los minerales.
1. Frágil: un mineral que fácilmente se rompe o reduce a polvo.
2. Maleable: un mineral puede ser conformado en hojas delgadas por percusión.
3. Séctil: un mineral que puede cortarse en virutas delgadas con un cuchillo.
4. Dúctil: un mineral al que se le puede estirar en forma de hilo.
5. Flexible: un mineral que puede ser doblado pero que no recupera su forma original
una vez que termina la presión que lo deformaba.
6. Elástico: un mineral que recobraba su forma primitiva al cesar la fuerza que lo ha
deformado.

20. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS
MINERALES
5. BRILLO: El aspecto general de la superficie de un mineral
cuando se refleja la luz. El brillo de los minerales puede ser
de dos tipos, metálico y no metálico. Los términos que se
metálico
emplean para describir el brillo de los minerales no
- Vítreo: que tiene el brillo de vidrio (cuarzo y turmalina).
metálicos:
- Resinoso: que tiene el brillo de la resina (blenda y azufre).
- Nacarado: que tiene el brillo irisado de la perla. Se observa por lo PIRITA
general en las superficies de los minerales paralelos a los planos de
exfoliación (talco). vitreo
- Graso: que parece estar cubierto con una delgada capa de aceite. Este
brillo resulta de la luz difundida por una superficie microscópicamente
rugos (nefelila, algunas especies de blenda y cuarzo masivo). CUARZO
- Sedoso: como la seda. Resultado de la reflexión de la luz sobre un
agregado paralelo de fibras finas (yeso fibroso, malaquita y serpentina). graso
- Adamantino: que tiene un reflejo fuerte y brillante como el diamante
(cerusita y anglesita).
TALCO

21. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS
MINERALES
6. COLOR: En algunos minerales el color es una propiedad
fundamental directamente relacionada con sus elementos
constituyentes principales y es, por consiguiente, constante
y característico; en estos minerales, llamados
ideocromáticos, el color sirve como medio de identificación
importante.
CINABRIO
PIRITA
MALAQUITA

22. PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS
MINERALES
En algunos casos es preciso recurrir al análisis químico para diferenciar los minerales e
identificarlos; según este punto de vista, los minerales se clasifican en:
NO SILICATADOS
• Elementos nativos: Son minerales que se presentan como elementos aislados, sin
combinar con otros. Oro, plata, cobre, platino, azufre, carbono (diamante y grafito)
Oro plata cobre platino azufre
• Sulfuros: minerales formados por la combinación del azufre con un elemento metálico.
Calcopirita (CuFeS2), mena de cobre
Cinabrio (HgS), mena de mercurio
Galena (PbS), mena de plomo
Pirita (FeS2), para producir ácido sulfúrico
• Haluros: combinación del cloro, flúor, bromo o yodo con metales.
Halita (NaCI), sal común utilizada en alimentación
Silvina (KCI), empleado para la preparación de sales potásicas fertilizantes.
Carnalita (KMgCl3· 6H2O), empleado para la preparación de sales potásicas fertilizantes.
Fluorita (CaF2), producción de ácido fluorhídrico para fabricar aluminio, y en la industria
química.

23. PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS
MINERALES
NO SILICATADOS
• Óxidos e hidróxidos: formados por uno o más elementos, generalmente metálicos,
combinados con el oxígeno o el agua.
Cuarzo (O2Si), posee innumerables aplicaciones, desde piedra semipreciosa y ornamental hasta
para la industria cerámica, eléctrica, óptica, de precisión y otras.
,
Magnetita (O4Fe3) mena de hierro.
Limonita (FeO.OH nH2O), mena de hierro
• Carbonatos: Los carbonatos están formados por el anión carbonato (CO =) combinado 3
con un metal.
,
Aragonito (CaCO3) las variedades transparentes y las alabastrinas se utilizan como piedras
preciosas.
Malaquita (Cu2CO3(OH)2), como mena de cobre, y como piedra ornamental.
Calcita (CaCO3), los cristales más puros se utilizan para la fabricación de lentes de microscopios,
el mármol como piedra de ornamentación, las calizas litográficas en estampación y, en general,
para las industrias de la construcción, metalurgia, química, de fertilizantes, de barnices y otras.
Siderita (FeCO3), mena de hierro.

24. PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS
MINERALES
SILICATADOS
Los minerales incluidos en este grupo están formados por la combinación de sílice con otros óxidos y por
su abundancia constituyen el 80 por 100 de la litosfera. Algunos de ellos son:
• Nesosilicatos: Olivino (SiO (Mg, Fe) ), se suele utilizar para la extracción de magnesio
4 2
o para la fabricación de refractarios, aunque las variedades transparentes también se emplean en
joyería.
• Filosilicatos:
Caolinita (Al4(OH)8Si4O10), se utiliza principalmente en la industria de la porcelana y también en
la de la goma y el papel.
Micas (silicatos de aluminio y otros metales. La mica blanca se denomina moscovita y la negra
biotita),
biotita
Talco (Mg3(OH)2Si4O10), se utiliza en las industrias de la goma, papel, textil, en los cosméticos y
como colorante.

25. Aplicaciones de los cristales
Paneles fotovoltaicos
Un panel fotovoltaico consta de un cristal de sílice que, al ser estimulado por un fotón, es capaz de
desprender electrones (efecto fotoeléctrico) que son recogidos por un material conductor. La
fabricación de paneles fotovoltaicos tiene la necesidad de obtención de cristales planos, a un bajo
coste.

26. Aplicaciones de los cristales
Cristales líquidos
Los cristales líquidos constan de un fluido compuesto por moléculas alargadas que tienen la
propiedad de ordenarse como un cristal ante la polarización eléctrica del medio. Al ordenarse
cambian sus propiedades ópticas (color, opacidad, etc). Se han utilizado intensamente en las
pantallas de pequeños aparatos electrónicos (calculadoras, relojes) y actualmente se están
introduciendo en el mercado de los monitores (pantalla plana).

27. Aplicaciones de los cristales
Cristales artificiales
La necesidad de cristales abrasivos en la industria y el alto coste de los naturales (por ejemplo, los
diamantes industriales) ha posibilitado la aparición de artificiales. Estos cristales no alcanzan los
resultados de los naturales, pero su menor coste rentabiliza su obtención y uso. Estas técnicas
también se han adentrado en el mundo de
la joyería, obteniéndose gran variedad de piedras preciosas artificiales con colores escasos en las
naturales.

28. Aplicaciones de los cristales
Informática
Un chip consta de distintas capas de materiales crecidos durante el procesode fabricación: metal,
óxido y semiconductor cristalino (sílice) que, al recibir un impulso eléctrico, puede transmitirlo o
no a un material conductor. Las técnicas de cristalización han permitido reducirlos a tamaños tan
insospechados que la limitación consiste en conseguir reducir al mismo tamaño sus conexiones.

29. AMBIENTES PETROGENÉTICOS
Los minerales son sustancias naturales, de composición química definida dentro de unos límites y que
presentan estado cristalino. Las rocas son agregados naturales de uno o más minerales. Los ambientes
petrogenéticos (ambientes que dan lugar a la formación de rocas) se clasifican en tres grandes grupos:
Ambiente Magmático:
Magmático Ambiente Metamórfico:
Metamórfico Ambiente Sedimentario: La actuación
Sedimentario
determinado por la existencia de determinado por el cambio de de los agentes geológicos externos
material fundido (magma) en el condiciones (presión temperatura o tiene como consecuencia la aparición
interior de la tierra. La aparición composición ) en el que tuvo lugar la de gran cantidad de sedimentos, ya sea
de minerales y de las rocas que génesis de una roca preexsistente. por deposición (rocas detríticas por
forman, viene dada por un Este cambio de condiciones favorece ejemplo) o por precipitación de sales
proceso de solidificación del la recristalización de minerales, o la disueltas en el agua. También
magma al llegar a zonas de menor neoformación (cristalización de otros intervienen los seres vivos, bien como
temperatura, originando las rocas nuevos), en un proceso denominado organismos capaces de precipitar sales
magmáticas metamorfismo. Así, a partir de una en sus estructuras y que pueden
roca original obtenemos una roca acumularse tras su muerte (arrecifes de
metamórfica. En casos extremos se coral, sílex, fosfatos, etc.), o bien por
puede producir la fusión o anatexia acumulación de sus restos orgánicos.
de las rocas originándose un magma. Los sedimentos, con el enterramiento,
sufren un proceso de diagénesis que
culmina con la formación de las rocas
sedimentarias.

30. CICLO DE LAS ROCAS