MINERALOGÍA Y PETROGRAFÍA
OBJETIVOS. Proporcionar al estudiante las bases teórico-prácticas suficientes y necesarias para identificar macroscópicamente, los principales minerales y rocas haciendo énfasis en su aplicación industrial.
CONTENIDO UNIDAD I. 1. IMPORTANCIA
DE
LA
MINERALOGÍA
Y
PETROGRAFÍA ,
IDENTII!"!I#N $"!%&'!#PI!" DE $INE%"(E' ) %&!"'
2. DEFINICIÓN DE MINERAL Y ROCA
*. &%I+EN N"T%"(. . &%I+EN IN&%+NI!&. /. '#(ID", E0!EP!I#N E( 12. 3E E' (43ID& 5. &%DEN"$IENT& INTE%N& $INE%"(
''T"N!I"
6. 1&$&+7NE"
8. P%&PIED"DE' 4'I!"' DEINID"' 9. !&$P&'I!I#N 34$I!" : DEINID" ;. PE%TENE!E " (" !&%TE<" TE%%E'T%E=
%&!". !ompuesta por uno o >arios $inerales ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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3. MINERALOGÍA. ESTUDÍO Ó TRATADO DE LOS MINERA LES
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BIBLIOGRAFÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA DE MINAS
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INTRODUCCIÓN
(os minerales aparecen en la cortea terrestre de dos formas completamente diferentes, pero con ordenamiento interno, lo cual es su caracterstica más importante. na forma corresponde a la presencia de caras planas, mostrando fi2uras poliédricas casi perfectas o incompletas formando un CRISTAL y la otra forma no muestra caras planas y corresponde entonces a una SUSTANCIA
CRISTALINA. !uando los minerales se presentan en forma de CRISTALES son de 2ran ayuda para su identificación macroscópica, la cual debe ser completada con las
PROPIEDADES FÍSICAS caractersticas de cada mineral. 'i se dan las condiciones especiales de TIEMPO, REPOSO Y ESPACIO en la formación de minerales, estas dan como resultado CRISTALES de 2ran bellea, lo cual nos causa 2ran asombro y comprendemos como es de sabia la naturalea. (o anterior sir>ió para Fue el 2ran escultor &$"% %")& de %oldadillo, departamento del ?alle del !auca, escribiera el si2uiente poemaG HEstas obras tienen de las flores la delicadea, DE LOS CRISTALES LA SIMETRÍA , de la arFuitectura la firmea y la hospitalidad. Presento estas notas de !ristalo2rafa, para las personas amantes de la mineralo2a, como un esfuero a tra>és de la enseJana de la !átedra de $ineralo2a y Petro2rafa, inicialmente al pro2rama de Tecnolo2a de $inas y actualmente en In2eniera de $inas de la “UNIVERSIDAD FRANCISCO DE
PAULA SANTANDER”, estas notas están disponibles para su corrección yKo adición.
ORLANDO ANTEQUERA STAND IN+ENIE%& DE $IN"' ) $ET"(%+4" E'PE!I"(I'T" EN IN+ENIE%4" DE +E'TI#N "$AIENT"(, ..P.' $.P. /9/5 ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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CRISTALOGRAFÍA GENERAL Es la !iencia Fue estudia los cristales y los materiales Fue presentan estructuras cristalinas.
1. ESTUDIO DE CRISTALES Y CUERPOS CRISTALINOS.
El
ordenamiento interno de los minerales es la base fundamental de su eListencia y es la responsable de las propiedades fsicas Fue se obser>an macroscópicamente.
2. ESTADO CRISTALINO Y AMORFO. (os minerales muchas >eces se presentan baMo el aspecto de sólido con formas poliédricas a los Fue se les da el nombre de !%I'T"(E', lo cual, es consecuencia del ordenamiento interno. 'i consideramos un !%I'T"( baMo el punto de >ista morfoló2ico, encontramos en élG las !"%"' Fue son los planos Fue lo limitan las "%I'T"' o lneas de intersección de dos planos o caras y los ?7%TI!E' Fue son los puntos de intersección de tres o más aristas. !uando la materia, >apor o lFuido, pasa al estado sólido sus moléculas, átomos o iones se reOnen orientándose se2On una red paraleloppedo Fue es la red cristalina. Para Fue se realice este proceso se necesitaG E'P"!I&, TIE$P& ) %EP&'&. En otras ocasiones las moléculas se reOnen al aar sin presentar nin2On
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ordenamiento interno dando ori2en a las sustancias amorfas, Fue cuando son de ori2en natural se llaman $INE%"(&IDE'.
3. CRISTALIACIÓN! Es el proceso de formación de cristales y esta condicionado al Espacio, Tiempo y %eposo. Para Fue se forme un cristal se hace necesario Fue sus elementos se encuentren suficientemente libres para Fue puedan ordenarse y solo se puede hacer a tra>és del estado liFuido a 2aseoso. !uando las condiciones de presión, temperatura y otras como >iscosidad son fa>orables, se forman superficies planas Fue es un !%I'T"( y si no son fa>orables se llama !E%P& !%I'T"(IN&. El !ristal puede tener caras bien desarrolladas entonces se dice Fue es E1ED%& si ellas son imperfectas se les llama 'A1ED%& y si carece de cara es "N1ED%&.
". FORMACIÓN DE MI NERALES! (os minerales se forman a partir de los procesos de cristaliación Fue sonG
".1 SOLIDIFICACIÓN! " partir de materia fundida se forman la mayora de los minerales. (a form ación de minera l de ori2en 4+NE& lo hace a partir del $"+$", donde eListen muchos elementos en estado disociado y al enfriarse dicho material, los iones presentes son atrados unos por otros, por afinidad, para formar los minerales Fue en conMunto constituyen una roca 4+NE". !on este mismo proceso, como eMemplo, podemos considerar la formación de hielo al baMar suficientemente la temperatura del a2ua. ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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En el proceso de solidificación del $"+$" es donde se forma la mayora de los minerales como el &ro, Plata, !uaro, eldespatos, $icas, Etc.
".2 SUBLIMACIÓN! ormación de minerales Fue tienen ori2en en el enfriamiento de 2ases o >apores. "Fu los átomos o moléculas se enfran para formar los minerales. Por eMemplo, por este proceso se forman los cristales de nie>e por enfriamiento del aire car2ado de >apor de a2ua y la formación de cristales de "ufre en la boca de las fumarolas.
".3 SATURACIÓN! !orresponde a la formación de Hminerales de tipo sedimentario. 'i tenemos, por eMemplo, una solución de cloruro de sodio en a2ua y por e>aporación la eliminamos 2radualmente, el sol>ente, lle2ará a un punto en el cual el a2ua no podrá mantener toda la sal y parte de esta comiena a precipitarse ó sea Fue adFuiere el estado sólido como resultado de la a2rupación de iones de 'odio y de !loro, conformación 2radual de cristales Fue son cubos de mineral Fue se llama 1"(IT" & '"( !&$N. "." PRECIPITACIÓN! Este proceso se ori2ina cuando dos sustancias disueltas reaccionan, ori2inando una tercera Fue es insoluble y entonces precipita en estado sólido.
".# RECOMBINACIÓN QUÍMICA! Es el proceso en el cual uno o >arios minerales de una roca encaMante se combinan para formar nue>os minerales, sin adición de nue>os constituyentes Fumicos. Por eMemplo el !uaro Q'i& R y la !alcita Q!a!& /R se recombinan baMo condiciones de alta temperatura y presión para formar otro mineral llamado S&(("'T&NIT" Q!a'i&
R. Este
/
proceso también recibe el nombre de %E!%I'T"(I<"!I#N. ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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El In2eniero +abriel TruMillo ribe Q3.E.P.D.R en sus notas sobre $ineralo2a +eneral establece Fue las sustancias cristalinas en 2eneral puede formarse de >arias manerasG aR a partir de fluidos, tales como soluciones, materiales, fundidos y >apores bR por reor2aniación de materia ya sólida.
#. CRECIMIENTO DE CRISTALES! El cristal se desarrolla a partir del 2ermen ó semilla cristalina y crecerá en oposición de materia en su alrededor. De acuerdo a su tamaJo los cristales pueden serG
!%IPT&!%I'T"(IN&' $I!%&!%I'T"(IN&' -
TamaJo muy fino
TamaJo fino
-
%ayos 0 $icroscopio
$"!%&!%I'T"(IN& -TamaJo peFueJo yKo 2rande - " simple >ista o con lupa
$. ALGUNAS PROPIEDADES GEOM%TRICAS O LEYES CRISTA &LOGR'FICAS DE LOS CRISTALES! El ordenamiento interno es el responsable de propiedades 2eométricas Fue posee los cristales de las cuales las mas importantes sonG
1. Entre las infinitas caras 2eométricas en un cristal habrá al2unas Fue eListirán con más frecuencia por tener una mayor densidad atómica.
2. (as caras de un cristal son paralelas a planos atómicos y sus aristas coinciden en dirección con las intersecciones de planos atómicos. 3.
El án2ulo formado por la intersección de dos planos o aristas de un cristal es idéntico al formado por dos caras o aristas homólo2as de las primeras en cualFuier otro cristal análo2o de la misma sustancia. Esta propiedad ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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se conoce con el nombre de (E) DE (" !&N 'T"N!I" DE (&' N+(&'.
Es importante la medida de los án2ulos entre las caras o las aristas Fue forman un cristal, para lo cual se utilian aparatos llamados +&NI#$ET%&', los cuales son de dos tipos el de !&NT"!T&, Fue se utilia para medir án2ulos en cristales 2randes y el de %E(E0I#N, Fue se utilia para medir án2ulos de cristales peFueJos y aplica la (ey de la %efleLión de la lu.
(. SIMETRÍA. (a simetra si2nifica %EPETI!I#N E0"!T" en T"$"&, &%$" ) P&'I!I#N de los diferentes elementos Fue forman el cristal, alrededor de un punto, una lnea y un plano. En cristalo2rafa el punto corresponde al !ENT%& DE 'I$ET%4", la lnea al E@E DE 'I$ET%4" y el plano al P("N& DE 'I$ET%4". El !ENT%&, E@E ) P("N& de simetra corresponden a los E(E$ENT&' DE 'I$ET%4". (.1 CENTRO DE SIMETRÍA. Es un punto Fue al hacer pasar una recta ima2inaria a tra>és de un cristal, Fue pase por dicho centro, las distancias entre los interceptos en el cristal son i2uales. Esto se cumple solamente cuando las caras de un cristal son paralelas e in>ertidas, por pares. (a notación del centro de simetra es ! y en un cristal solo eListe un centro de simetra o carece de él.
(.2 PLANO DE SIMETRÍA. Es un plano ima2inario Fue di>ide al cristal en dos partes i2uales en T"$"&, &%$" ) P&'I!I#N, Fue son una a la otra como un obMeto y su ima2en en el espeMo plano. (os planos de simetra se ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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interceptan baMo án2ulos de 8UV, CUV ó sus mitades. (a notación del plano de simetra es nP, donde P si2nifica plano de simetra y n es el nOmero de planos de simetra Fue eListen en el cristal. En un cristal eListen desde U hasta máLimo C planos de simetra.
(.3 EJE DE SIMETRÍA. !orresponde a un eMe ima2inario de tal forma Fue al hacer 2irar Q/8UVR el cristal a su alrededor, se repiten los elementos en i2ual &%$", T"$"& ) P&'I!I#N en más de una >e. (a repetición puede ser , /, 5 ó 8 >eces 2enerando eMes de simetra de +%"D& &%DEN , /, 5 ó 8 llamados AIN"%I&', TE%N"%I&', !"TE%N"%I&' ) 'EN"%I&'. (a notación de los eMes de simetra es XAy; donde A es el eMe de simetra, y es el orden o 2rado de simetra y X es el nOmero de >eces Fue aparece el eMe Ay en un cristal.
(." SITIOS DON DE UBIC AR CENT RO, PLA NO Y EJE DE SIMETRÍA. Es importante conocer los sitios donde puedo ubicar centro, plano y eMe de simetra en un cristal.
(.".1 CENTRO DE SIMETRÍA. !oloco el cristal en una superficie plana y si el cristal tiene centro de simetra, la cara opuesta será paralela a dicha superficie y debe estar in>ertida a la cara Fue descansa en ella.
(.".2 PLANOS Y EJES DE SIMETRÍA. (os sitios por donde deben pasar los planos y eMes de simetra sonG centro de las caras re2 ulares, aristas, mitades de las aristas y los >értices.
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(.".3 EJES DE SIMETRÍA. (os sitios por donde deben pasar los eMes de simetra sonG !entro de las caras re2ulares, mitad de las aristas y por los >értices.
). CLASES CRIS TALINAS. Estudiando la forma eLterna y las relaciones an2ulares entre las caras de un cristal, se estableció la eListencia de determinados elementos de simetra. 'e determinó el nOmero de maneras diferentes se2On los cuales esos elementos pueden combinarse en el cristal. Posteriormente, se demostró Fue matemáticamente sólo podra haber / 2rupos de elementos de simetra diferentes entre s, a los Fue se llamó !("'E' !%I'T"(IN"'.
*. SISTEMAS CRIS TALINOS. "l2unas de las / clases cristalinas poseen ciertas caractersticas de simetra Fue le son comunes, en particular el hecho de Fue las caras de un cristal puedan referenciarse al mismo sistema de los eMes coordenados, lo cual permite reunirlos en 2rupos mayores Fue se llaman 'I'TE$"' !%I'T"(IN&', los cuales son siete se presentan en el !uadro respecti>o. "parecen en el !uadro 'istemas !ristalo2ráficos.
1+.
EJES C RISTALOGR'FICOS. 'e puede afirmar Fue conociendo la
posición Fue ocupan en el espacio todas las caras de un cristal, Fueda perfectamente definido dicho cristal. (a posición de la cara en el espacio puede fiMarse refiri éndola a un sistema de tres o cuatro eMes coordenados Fue son oblicuos en el caso 2eneral, y rectan2ulares en el caso particular. ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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'e esco2en como eMe el resultado de la intersección de tres planos Fue se cortan y Fue son paralelos a las caras de presentación frecuentes. (os eMes cristalo2ráficos Fue resultan tienen direcciones en el espacio y sus lon2itudes son infinitas. na cara en el espacio Fuedará definida en posición, de acuerdo a las lon2itudes o parámetros Fue en ellos intercepte.
L
C
A
O
B
-
Y
(a cara de un cristal corta a los eMes cristalo2ráficos en 1B( en lon2itudes &1, &B y &(, pero esta ubicación no conduce a nin2On fin práctico para sustancias análo2as de diferentes tamaJos, lo cual le permitió a A"TE %EN7 1"W) establecer la (ey de la %acionalidad Fue diceG H(a relación entre cualFuier par de parámetros, correspondiente a un mismo eMe, es racional y 2eneralmente sencilla. &1G &BG &( Pero esto da nOmeros con decimales y para e>itar esto, se toma la cara unidad "A!, cuyos interceptos en los eMes son a, b, c. ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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&1 X m
&B X n
a
b
&( X p c
m, n, y p son enteros o fraccionarios. &1 X a L m
&BnX b L
&( X c
L
p
Entonces la relación &1G &BG &( m L aG n L bG p L cp (os coeficientes m, n y p son nOmeros peFueJos como *, y / rara >e mayor de 8 ó fracciones sencillas como *K, *K/ y K/. (a eLpresión m L aG n L bG p L c, se llama N&T"!I#N SEI''. Pero debido a la presencia de decimales en lo anterior dio bases a $I((E% para presentar una notación más sencilla a partir de la notación SEI'', asG * L aG * L bG * L c. m n p np L aG mp
L
'e toma el mnimo comOn denominador
bG mn L c.
(lamamos np X h mp X Y mn X l y reemplaando h L aG Y L bG l L c Pero sabemos Fue a, b y c son los cortes de la cara unidad en el 0, ) y <, lo cual conduce aG hG Y G l, para meMor presentación. QhG YG lR QhYlR Qh, Y, lR se llama la N&T"!I#N de $I((E%.
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INTRODUCCIÓN Debido a Fue los minerales son elementos o compuestos Fumicos, una manera de identificarlos es analiar Fumicamente los minerales, pero esto no es práctico ni necesario, inicialmente, debido a Fue eListen otros métodos más sencillos como son el estudio de las propiedades fsicas de los minerales. (a mayora de los minerales comunes se reconocen o se identifican por el solo conocimiento de las propiedades fsicas, por eMemplo la prueba del sabor de la halita es definiti>a, porFue es el Onico mineral Fue presenta el sabor salado a2radable. (a primera etapa, para aprender a identificar los minerales comunes, es familiariarse con las diferentes propiedades fsicas Fue indi>idual o colecti>amente caracterice un determinado mineral.
na >e identificado el mineral, se hace necesario su análisis Fumico cuantitati>o para determinar as el Z de cada elemento Fue corresponde a la muestra para tomar la decisión si el mineral es económicamente eLplotable. (ó2icamente, Fue lo anterior irá acompaJado del estudio de mercadeo, cálculo de reser>as, >iabilidad económica de eLplotación [ ambiental. Estas notas, sir>en de ayuda para los cursos de $ineralo2a +eneral y fueron preparadas por &%("ND& "NTE3E%" 'T"ND, In2eniero de $inas y $etalur2ia N"(. 'eccional $edelln, Especialista en In2eniera de +estión "mbiental, 7nfasis en +eotecnia "mbiental Q..P.'R, profesor de la asi2natura $ineralo2a y Petro2rafa durante más de /U aJos en las carreras de Tecnolo2a de $inas é In2eniera de $inas de la ni>ersidad rancisco de Paula 'antander. ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MINERALES (as propiedades fsicas de los minerales son las Fue se obser>an macroscópicamente, en todos los minerales y son controladas por la estructura interna. (as propiedades fsicas las podemos a2rupar en tres 2ruposG Q>er !uadrosR
1. PROPIEDADES VECTORIALES !aracteriadas por su dependencia re2ular de la dirección, tales como la cohesión, efectos de la lu, calor y la electricidad. 'e puede representar por una lnea de lon2itud y dirección dadas.
2. PROPIEDADES ESCALARES 'on independientes de la dirección, entre estas tenemos la densidad, el calor especifico, etc.
3. PROPIEDADES ESPECIALES 'e detectan con el 2usto, tacto yKo olfato.
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I.
PROPIEDADES V ECTORIALES
1. COESIÓN (a cohesión se define como las fueras de atracción entre las moléculas de un cuerpo Fue las obli2a a mantener sus distancias mutuas, a consecuencia de las cuales las moléculas ofrecen resistencia a cualFuier incidencia Fue tienden a separarlas, como ocurre cuando se Fuiere partir o rayar la superficie de un cuerpo. $ientras la cohesión es en los lFuidos y en los sólidos amorfos i2ual en todas las direcciones, se presenta anisótropa en los cuerpos cristaliados. Entre las propiedades Fue dependen de la cohesión tenemosG
1.1. T/044. Es el ndice de la resistencia de un mineral cuando se rompe o se deforma al ser sometido a esfueros, en cuanto a ello los minerales pueden serG •
F5678 9 :;/<54=9>! 'on minerales Fue se deMan triturar y pul>eriar fácilmente a martillo o en mortero, muchos son los minerales Fue son frá2iles, eMemploG cuaro, pirita, etc.
•
M8/<8/>! 'on los minerales Fue puedan ser laminado s o aplastados por un martillo sobre una superficie dura, eMemploG oro, plata, cobre, platino, etc.
•
D?@8/>! $inerales Fue pueden ser estirados en alambres, eMemploG oro, cobre, plata, platino, etc.
•
E86>@9>! $inerales Fue se deMan doblar y recuperan su forma ori2inal, una >e Fue cesa la acción de la fuera Fue pro>ocó la deformación, eMemploG mosco>ita.
•
S/@8/>! $inerales Fue se deMan cortar en taMadas, con la na>aMa sin pul>eriarse, eMemploG Fuerar2uirita, yeso, etc.
•
F8/<8/>! $inerales Fue se deMan doblar, pero Fue no son capa ces de recuperar su forma primiti>a, eMemploG talco, clorita, oro, plata, cobre y otros.
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1.1.2. D;5/=. (a durea en mineralo2a es la mayor o menor facilidad con Fue puede ser penetrada la superficie lisa de un mineral. (a durea debe siempre medirse sobre superficie fresca, especialmente en minerales metálicos, lo cual implica Fuebrar un mineral antes de medirla. (a durea re>elada por el rayado no es simple eLterioriación de la cohesión, pues se compone de di>ersos factores pero con al2una práctica permite fácil comparación entre los minerales y por consi2uiente su diferenciación. 'iendo Fue eListen marcadas diferencias de durea entre minerales Fue presentan semeMana en otras propiedades fsicas, y dada la facilidad con Fue se mide, ella constituye un buen criterio en la identificación macroscópica de los minerales. (a durea se mide por medio de una escala relati> a llamada la escala de $&1', la cual consiste de Q*UR minerales comunes en la naturalea, colocados en orden de incremento de durea. En estas notas se consideran minerales duros los Fue rayan a la na>aMa y blandos los Fue sean rayados por ésta. (a escala de durea de $&1', ordenada de menor a mayor es la si2uienteG DUREA * / 5 6 8 9 ; C *U
NOMBREMINERAL Talco )eso !alcita luorita "patito eldespato !uaro Topacio Aerilo o !orindón Diamante
'i&
COMPOSICIÓNQUÍMICA 'i5&*U $2/ Q&1R '&5!a 1& !a!&/ !a QP&5R/ !a6 Q, !(, &1R 'i/&;B"l & 'i 5"lQ, &1R ó Ae/ "l 'i8&*; "l&/ ! ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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%icardo (leras !odai, mineralo2ista colombiano, completó los restantes >alores medios asG
DUREA *.6 .6 /.6 5.6
NOMBRE MINERAL "ufre $ica Aarita +iobertitaQ$a2nesitaR
6.6 8.6 9.6 ;.6
Escapolita &li>ino enaFuita !imofana
COMPOSICIÓN QUIMICA ' 'i/ *UB"l/ Q&1R '&5Aa !& / $2 /Na"l'i / &; Na!l 'i&5 Q$2, eR 'i&5 Ae "l &5Ae
EListen elementos de mucha ayuda para medir durea, los cuales sonG NOMBRE DEL ELEMENTO Ja $onedade!obre 1oMadecuchilloona>aMa Placa de >idrio (ima
DUREA APROIMADA ,6 /-/,6 6,6 8 8,6
El topacio a menudo se reemplaa por el berilo Fue es más uniforme en durea y están más eFuidistantes entre el 9 y el C. En la i2ura * se obser>a la inte2ración entre la escala de durea de $&1' y los elementos Fue nos ayudan a determinar durea.
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F7;5 1.
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(os minerales tienen diferente durea se2On la dirección en Fue se rayen, pero es tan peFueJa la diferencia Fue esta no es determinante sin embar2o, hay minerales como la cianita, Fue presenta durea 6 si se le raya paralelamente a su alar2amiento y 9 normalmente a éste. (a calcita presenta / de durea en todas sus caras, eLcepto en la base donde presenta . Para realiar la determinación de la durea se debe tener en cuenta lo si2uienteG
•
Debe hacerse sobre una superficie fresca.
•
!uando un mineral es más blando Fue otro, partculas del primero deMan sobre el se2undo una marca o huella, Fue puede confundirse con una penetración, al frotarla con el dedo desaparece. 'e debe repetir al contrario.
•
(a naturalea fsica del mineral puede impedir la determinación correcta de la durea. $inerales pul>erulentos, 2ranulares ó arcillosos puede romperse y aparecer rayado por uno más blando. 'e recomienda repetir la operación pero in>irtiendo el proceso, eMemploG el 2rafito aparenta tener 1XU.; debido a su 2ran facilidad de cli>aMe.
•
'uperficies ásperas o ru2osas dan resultados dudosos. Para realiar la determinación cuantitati>a de durea se emplean los esclerómetros, lo cual no es muy práctico.
1.1.3. C8/ /980. Es la tendencia Fue tiene un mineral de romperse o separarse a lo lar2o de planos reticulares de 2ran densidad atómica entre los cuales eListen fueras de enlaces débiles. (a orientación de estos planos de cli>aMe depende de la estructura interna del mineral. "l2u nos minerales no tienen cli>aMe, mientras Fue otros tienen uno o >arios en diferentes direcciones. "l2unos ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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minerales presentan eLcelentes caras de cristal, pero no tienen cli>aMe, eMemploG cristal de roca QcuaroR. Es dia2nóstico el án2ulo formado por la intercepción de dos planos de cli>aMe. El cli>aMe se defineG
S/7?0 >; 45/0. i2ura . El cli>aMe se denomina basal QmicaR, romboedral QcalcitaR, cObico QhalitaR, octaedral QfluoritaR y prismático QyesoR.
i2ura . ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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S/7?0 >; 7549 4/ H/5/0. El cli>aMe puede ser perfecto, bueno, imperfecto, difcil é interrumpido.
S/7?0 8 844 90 :;/ >/ H594;/. Es importante diferenciar entre superficie y dirección de cli>aMe, la mica por eMemplo presenta dos superficies QplanosR de cli>aMe paralelos pero realmente presenta una sola dirección de cli>aMe.
1.1.". F5@;5. 'i un cristal o masa cristalina se rompe en planos diferentes a cli>aMe, dichos planos se llaman superficies de fracturas. 'e distin2uen los si2uientes planos ó superficies de fractura.
•
C9094/. !uando se produce se2On superficies cur>adas, semeMante al interior de una concha, eMemploG cuaro en cristal de roca, obsidiana, pedernal.
•
P80 9 H5/. "unFue ten2a ele>aciones y depresiones es en 2eneral plana, eMemploG chert, obsidiana.
•
D/0@4. !uando la superficie resultante muestra ele>aciones a2udas dentadas, como las de hierro fundido al ser partido, eMemploG cobre nati>o.
•
D/>7;8 9 55/7;85. !uando la superficie resultante es áspera y enteramente irre2ular la tiene la mayora de los minerales, eMemploG el cuaro.
•
T/559>. !omo la fractura de la tia ó diatomita.
•
A>@889> 7;9>. !uando el mineral se parte formando astillas o a2uMas, eMemploG pectolita, crisolito.
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1.
PROPIEDADES ÓPTICAS QUE DEPENDEN DE LA LU
Entre las principales propiedades Fue dependen de la lu estánG
2.1. B5889 8;>@5/. Es la cantidad de lu refleMada en relación con la lu incidente o la Fue penetra en el se2undo medio. Es la apariencia 2eneral de la superficie fresca de un mineral. En el brillo inter>ienen >arios factores, en especial el ndice de refracción de la sustancia, su 2rado de transparencia, el pulimento de la superficie, el tipo de a2re2ación y en 2eneral depende de la cantidad de lu refleMada por el cuerpo. EListen tres tipos de brillosG •
M/@689. (o presentan los minerales Fue tienen el aspecto de un metal pulido, dichos minerales son opacos a la lu y como resultado de ello, a eLcepción de los metales nati>os, dan raya ne2ra o casi ne2ra y tienen alto poder reflector para la lu. EMemploG 2alena, pirita, oro.
•
S;</@689. 'on minerales Fue presentan ndice de refracción relati>amente alto Q,8 a /,UR y un brillo intermedio como el Fue se obser>a en la ma2netita, oli2isto, etc.
•
N9 /@689. 'on los minerales Fue no presentan el aspecto de minerales pulidos y son en 2eneral de colores claros y el ndice de refracción correspondiente es baMo Q*,/ a *,CR. Entre los minerales de brillo no metálico tenemosG -
V@5/9. !omo el Fue presta el >idrio, se obser>a en minerales transparentes como el cristal de roca.
-
R/>09>9. Presenta aspecto de resina, como el Fue presentan ciertas escaleritas y el aufre.
-
G5>9>9. 'emeMante al del >idrio cubierto con aceite. (o muestran los minerales no opacos y con baMo ndice de refracción. EMemploG criolita, serpentina, etc.
-
A40@09. (o presentan minerales con alto ndice de refracción y tienen un brillo semeMant e al del diamante, de cuyo nombre se deri>a el término adamantino. ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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-
C/59>9. "specto como el de la cera Fue se obser>a en masas criptocristalinas. EMemploG "l2unos pedernales y ópalos.
-
S/49>9. Parecido al brillo de la seda Fue se obser>a en minerales fibrosos, cuando sus fibras son mas o menos paralelas. EMemploG yeso QEspato salinadoR y el crisotilo.
-
N549 9 H/5849. (o muestran minerales con cli>aMe fácil, bien sea laminar como en las micas o espática como en la calcita. "l2unos
-
feldespatos presentan este brillo. M@/. Es el brillo Fue muestra ciertos a2re2ados porosos, como la arcilla, la tia y la diatomita.
V/5 F7;5 3.
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F7;5 3.
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2.2. D044 9 7549 4/ @50>H5/0. (a cantidad de lu transmitida por un sólido >ara en intensidad o en otras palabras más o menos lu puede ser absorbida en el paso a tra>és de una sustancia dada. EListen diferentes términos para eLpresar diferentes 2rados en el poder de transmitir la lu, ellos sonG •
T50>H5/0@/. n mineral es transparente, cuando los contornos de un obMeto >isto a tra>és de él aparecen perfectamente definidos. EMemploG cuaro Qcristal de rocaR, yeso de >ariedad selenita, mica >ariedad mosco>ita.
•
T50>8;49. Es cuando a tra>és del mineral pasa al2una lu, apareciendo los obMetos Fue Fuieren >erse a tra>és del mineral, sin contornos definidos, como sombras. EMemploG calcedonia y placas relati>amente del2adas de ónice y Made.
•
OH9. 'on los minerales Fue no transmiten lu. EMemploG 2rafito, oro, plata.
2.3. C9895 90 8;= 5/8/4. C9895 4/8 0/58. El color de un cuerpo depende de la absorción selecti>a eMercida por dicho cuerpo sobre la lu transmitida o refleMada. Por eMemplo, un mineral amarillo absorbe todas las hondas del espectro con eLcepción de las Fue dan la sensación de amarill o. En 2eneral el color Fue el oMo percibe es el resultado de la mecla de todas las ondas Fue no son absorbidas. (a absorción puede ser debida a las sustancias mismas o a ser producidas por impureas presentes en una determinada muestra de mineral. De acuerdo a esto los minerales se di>iden enG •
I49596@9>. 'on los minerales Fue presentan color propio o coloreado y puede ser li2ado a la opacidad y al carácter metálico. EMemploG blanco como la plata, 2ris como la 2alena, amarillo como el oro, la pirita y la calcopirita, roMo como el cobre nati>o, >erde como la malaFuita y aul como la aurita. ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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Para desi2nar el tono de color se acude a comparaciones por eMemplo para el color roMo se pueden acomodar los matices de fue2o, escarlata, cerea, rosa, ladrillo. Para determinaciones más eLactas se utilia una escala de colores con los más ricos matices Fue sea posible. Para los minerales idiocromáticos los elementos como e, !r, $n, Ni, Ti, S y son llamados cromóforos. •
A89596@9>. 'on los minerales Fue presentan coloración prestada o teJida. "Fu el color tiene en 2eneral poca importancia, lo Fue se debe particularmente a Fue un mismo mineral, por eMemploG la calcita se presenta incolora y en todos los colores, es frecuente Fue en el mismo cristal el nOcleo ten2a distinto color Fue las capas eLternas. En los minerales apocromáticos el color puede >ariar 2randemente y depende de impureas Fue actOan como pi2mentos y pueden ser partculas submicroscópicas o ser inclusiones de otros minerales con un color determinado. EMemploG Maspe, cuaro con oli2isto incluido, rub, oLido de cromo, cuaro >erde por la clorita y la calcita ne2ra por óLidos de man2aneso. Para muchos minerales, especialmente los Fue tienen lustre metálico, el color es una propiedad constante y definida Fue puede ser>ir como medio importante de identificación. EMemploG amarillo latón de la calcopirita, amarillo pálido de la pirita, 2ris auloso de la 2alena, el ne2ro de la ma2netita, etc.
2.". C9895 90 8;= @50>@4. El color de una sustancia transparente es debido a la parte del espectro luminoso no absorbido por las sustancias. (os cuerpos isométricos como los amorfos y los Fue cristalian en el sistema isométrico, tienen poderes de absorción i2uales para la lu, en todas las direcciones son coloreados, ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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la absorción no depende sino del espesor atra>esado y en manera al2una de la dirección en Fue transmiten la lu. En las sustancias anisotrópicas la absorción >ara con la dirección y presenta diferentes colores se2On se mire en otra u otra dirección. !uando presenta dos colores se llaman dicroicas, tres colores tricoicas, en 2eneral al fenómeno se le da el nombre de pleocroismo. En muchos cristales la diferencia de colores es tan marcada Fue presentan pleocroismo.
2.#. C9895 4/<49 ;>> >>. En minerales Fue presentan ciertas peculiaridades como estructura laminar fina Fue pro>oca la interferencia de la lu, al tener lu2ar la refleLión sobre superficies en el interior del mineral o Fue encierra escamas o a2uMas muy peFueJas de otros minerales, se obser>an al2unos fenómenos tpicos, de los cuales los más importantes sonG •
J;/79 4/ 9895/>. 'e dice Fue un mineral posee o presenta Mue2o de colore s cuando al hacerlo 2irar baMo la lu refleMada, se obser>a en él, en rápida sucesión >arios colores espectrales. EMemploG diamante y ópalo precioso.
•
C<9 4/ 9895. 'e usa para desi2nar minerales, en los cuales el cambio de colores se muestra durante un perodo más lar2o. EMemploG labradorita.
•
I54>/0 9 @950>9849. Es la caracterstica Fue presenta al2unos minerales, cuando por su superficie o en su interior aparece una 2ama de colores espectrales. EMemploG limonitas, al2unos carbones.
•
OH8/>/0. "pariencia lechosa, nublada o perlada Fue presentan al2unos minerales, producida por la interferencia de la lu en fracturas minOsculas en el interior de un mineral. EMemploG ópalo, piedra de luna, oMo de 2ato o ti2re.
•
A>@/5>9. Es el efecto luminoso en forma de estrella Fue presenta un mineral, cuando se los >e con lu refleMada. EMemploG
•
EHK/0@9 9 H6@0 . 'on las alteraciones superficiales en el mineral Fue cambian su color ori2inal. EMemploG calcopirita, pirita. ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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2.$. C9895 4/8 0/58 H;8/5= 49 5 ;/88. El color o huella de muchos minerales al ser triturados a fino, o el color del trao obtenido al frotarlo sobre una superficie dura y ru2osa, como la de una placa de porcelana sin esmaltar QbicochoR, se llama raya. Q?er i2ura R. El método más práctico para tomar rayas consiste en frotar las muestras >arias >eces, con fuera sobre el bicocho en una lon2itud de unos dos centmetros de lar2o y /-6 milmetros de ancho. Para poder obser>ar meMor el color obtenido es con>eniente eliminar el eLceso de pol>o Fue haya Fuedado sobre la placa, lo Fue se lo2ra soplando con fuera sobre la raya o por medio de un pincel. i2ura /. El color de la raya puede ser diferente al color del mineral y muchos minerales cuyo color >ara, presenta raya constante. EMemploG al2unas >eces el oli2isto y la limonita presentan color ne2ro y en raya es roMo para el primero y amarilla parda para el se2undo. (a durea de la porcelana sin esmaltar es 9, por consi2uiente sólo se podrá tomar raya sobre minerales hasta esa durea. Para tomar una buena raya, se debe tener en cuentaG
•
(a raya de los minerales debe tomarse sobre superficie fresca.
•
'e debe tener cuidado cuando se toma se toma raya sobre un mineral diseminado en una matri, puesto Fue se puede tomar eFu>ocamente la de la matri y no la del mineral.
•
Es fácil elaborar una tabla de los diferentes colores de las rayas de los minerales, con los colores prismacolor. !ada estudiante, debe elaborar su propia tabla de colores.
2.(. L;0>/0. n buen nOmero de minerales, poseen la propiedad de transformar en lu >arias otras formas de ener2a. " este fenómeno se le llama ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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luminiscencia y puede ser producido por di>ersos medios, aparentemente independientes entre s, esto debe obser>arse en la oscuridad, ya Fue la emisión de la lu es débil. 'e2On la causa actuante podemos distin2uir las si2uientes clases de luminiscenciaG
T5<98;0>/0. "parece por acciones mecánicas tales como trituración, rayado, frotamiento, roamiento, etc. (a mayor parte de los minerales Fue presentan esta propiedad, son de lustre no metálica, anhdridos y con buen cli>aMe. EMemploG esfaleritas emiten lu al frotarlas sua>emente con una pluma el cuaro lechoso emite lu cuando se frotan unos contra otros la mica emite destellos de lu al ser cli>ada.
T/598;0>/0. 'e pro>oca por calentamiento sua>e, transformándose el calor en lu lo presentan meMor minerales de lustre metálico y anhdridos. EMemploG diamante, topacio y la fluorita.
F8;95/>/0 9>95/>/0. (a emisión de lu, desde el interior de una sustancia, cuando ella está siendo eLpuesta a radiación directa, se denomina fluorescencia. (a fluorita muestra muy bien la fluorescencia de cuyo nombre se denomina dicho término. 'i se hace pasar un ha de lu blanca a tra>és de un cubo de fluorita incolora se obser>a un delicado color >ioleta en la direc ción de rayos ultra>ioleta, rayos L o rayos catódicos. En otros minerales el fenómeno es intenso cuando se le diri2e la radiación in>isible ultra>ioleta. (a >i>a fluorescencia amarillo->erdoso de la \iliemita Q
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!uando la calcita contiene $n, produce fluorescencia de color roMa. (a scheelita Q!aS&5R pura produce fluoresce ncia de color aul brillant e y cuando contiene $o produce lu blanca >ioleta. "l2unos minerales continOan emitiendo lu después de haber sido cortada la radiación Fue la produce y se les llama fosforescentes, EMemploG blenda. (a fosforescencia se aplica para diferenciar las piedras preciosas.
3. ELECTRICIDAD EN LOS MINERALES 1ay cristales Fue conducen ener2a eléctrica inmediatamente y eLtienden por toda su superficie una eLcitación eléctrica Fue se produca en ellos o les sea transmitida, los cuales son llamados %&'"(%)E$ ó %&'"(%)E$ ME(*+I%$, a los Fue pertenecen los metales. &tros minerales conducen la electricidad muy lentamente y son llamados &% %&'"(%)E$ ó AI$+A'%)E$. Entre ambas clases se encuentran minerales como los sulfuros Fue se clasifican como $EMI%&'"(%)E$. Entre ambas clases se encuentran minerales como los sulfuros Fue se clasifican como $EMI%&'"(%)E$. Entre los minerales no conductores de electricidad, si se eLcitan por frotamiento, calentamiento, enfriamiento ó presión en cierta dirección, esta se transforma en electricidad y entonces aparecen en el cristal onas con car2as positi>as y otras con car2as ne2ati>as, Fue lentamente se >an neutraliando. De estas manifestaciones las más importantes sonG
3.1. P59/8/@544. El desarrollo de car2as eléctricas en diferentes partes de un mismo cristal por calentamiento o por enfriamiento recibe el no mbre de
PI)%E+E()II'A', este fenómeno se presenta en minerales de simetra baMa, sin
centro de simetra. EMemploG la turmalina, el cuaro, etc. ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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3.2. P/=9/8/@544. !ristales de minerales no conductores de la electricidad desarrollan car2as eléctricas, si se someten a presión en la dirección de los eMes polares. EMemploG el cuaro 2enera electricidad cuando se presiona un cristal de cuaro a lo lar2o del eMe !. (as propiedades piroeléctricas y pieoeléctricas se aplican a la re2ulación de la frecuencia de las hondas hertianas.
3.3. E8/@544 H95 59@0. Es propiedad de muy pocos minerales y la presentan muchas 2emas después de ser talladas y pulidas.
". MAGNETISMO. En un campo ma2nético muy fuerte, como el Fue se forma entre los polos de un electroimán de 2ran potencia, todos los minerales son influenciados por la fuera ma2nética. De acuerdo a su comportamiento ante un imán, los minerales se di>iden enG
".1. P570@9>. 'on los Fue son atrados por un imán especialmente los minerales ferrferos.
".2. D70@9>. (os Fue son repelidos por un imán. De otra parte, unos cuantos minerales en estado natural son atrados por un imán fuerte, entonces se dice Fue son ma2néticos. EMemploG ma2netita, pirrotita y otros son repelidos como la plata y la calcita. El ma2netismo es de 2ran importancia en el beneficio de minerales y en eLploraciones 2eoló2icas. En efecto, muchos minerales Fue contienen hierro y Fue son li2eramente ma2néticos se deMan atraer por un electroimán fuerte lo Fue se utilia hoy en 2ran escala en la separación ma2nética de minerales. De otro lado, ORLANDO ANTEQUERA S TAND
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en la prospección 2eofsica, el ma2netómetro, Fue hoy en da trabaMa muchas >eces desde un a>ión, permite medir las >ariaciones del campo ma2nético terrestre, pudiendo localiarse masas de ciertos minerales al re2istrar anomalas ma2néticas y también se2uir formaciones 2eoló2icas con propiedades ma2néticas especificas.
#. PROPIEDADES RADIOACTIVAS! %adioacti>idad o desinte2ración radioacti>a es un estado de inestabilidad del nOcleo de átomo, Fue se traduce en la omisión de partculas o de ener2a. (o muestran elementos de peso atómico ele>ado como %a, y To, Fue producen radiaciones alfa, beta o 2ama. EMemploG la pechblenda Quraninita &R posee propiedades radiacti>as, como la desinte2ración radiacti>a del ranio da como producto final Plomo U8 y la del Torio-Plomo U;, Fue son estables, es posible determinar la edad de un mineral o roca con base en las cantidades relati>as de plomo presentes en el ranio o en el Torio, a lo Fue se llama determinación radiométrica de la edad. $uy usada en la actualidad es hacer la determinación de la edad por medio del carbono *5, isótopo del carbono * y producto del bombardeo de átomos de nitró2eno por rayos cósmicos. Para detectar minerales radioacti>os se utilia el llamado contador +ei2er- $iller.
$. SOLUBILIDAD EN 'CIDOS. (a solubilidad en ácidos de al2unos minerales es una propiedad fsico-Fumica importante Fue sir>e para distin2uir minerales como al2unos carbonatos, especialmente la calcita, dolomita, siderita y ma2nesita, cuando son tratados con solución de 1!l Qdiluida al *6 ZR, la calcita efer>ece fuertemente, mientras Fue la dolomita inicialmente se pul>eria, utiliando la na>aMa, y posteriormente se le aplica la solución de 1!l, obser>ando la efer>escencia de una manera efecti>a.
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(a calcita efer>ece con el ácido ctrico Fue contiene el Mu2o de limón. &tros minerales como la nefelita QNa"l'i& 5R no se disuel>e realmente en ácidos, pero altera su superficie dando una forma de 2el caractersticas
II.
PROPIEDADES ESCALARES.
'on escalares aFuellas propiedades Fue dependen solamente de la temperatura y la presión desli2adas de las direcciones.
1. DENSIDAD. Para la determinación y caracteriación de los minera les se emplea con 2ran >entaMa su densidad QdR, porFue para cada mineral tiene un >alor determinado y se pude hallar con relati>a facilidad. (a densidad de un mineral es su masa por unidad de >olumen. d X ]]]$asa Q2rsR ?olumen Qcm
]]]] / R
(a densidad relati>a de um mineral >aria entre /.U QIridoR y *.55 Q'osaR. En sustancias cristalinas la densidad relati>a, depende del peso atómico de sus constituyentes y de la manera como están a2rupados o empaFuetados. EMemploG los carbonatos de estructura rómbica Fue forman el 2rupo de ara2onito.
NOMBRE DEL MINERAL "ra2onito Estroncianita Siltherita !erusita
COMPOSICIÓN QUIMICA !a!&/ 'r!&/ Aa!&/ Pb!&/
PESO ATÓMICO DEL CATIÓN 5U ;9,8 */9,/5 U9,*C
DENSIDAD RELATIVA DEL MINERAL ,C6 /,98 5,C 8,66
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1ay eLcepciones a la anterior re2la, Fue se ori2inan en peculiaridades de la estructura cristalina. Por eMemplo la halita QNa!lR, tiene una densidad relati>a de .*8, mientras Fue la sil>ita QB!lR, de idéntica estructura, es de *.C;, a pesar de Fue el peso atómico del 'odio es de / y del Potasio es de /C.*, la mayor densidad relati>a de la halita se debe a Fue en ella el empaFuetamiento de los átomos es mas denso Fue la sil>ita.
!uando se >a a determinar la densidad relati>a de un mineral, este debe ser lo más puro posible o sea homo2éneo, libre de sustancias eLtraJas, compacta. 'in 2rietas, ni ca>idades en las cuales puedan Fuedar burbuMas de aire. El tamaJo de la muestra determina la clase de eFuipo Fue debe emplearse para obtener la densidad relati>a.
2. CALOR ESPECÍFICO. El calor especfico es el nOmero Fue eLpresa la cantidad de calor Fue necesita un cuerpo para alcanar una temperatura, en relación con la Fue reFuiere una masa i2ual de a2ua. Para pasar un cuerpo de una temperatura a otra más ele>ada, es necesario comunicarle cierta cantidad de ener2a calórica. n 2ramo de a2ua necesita para ele>ar su temperatura de *5,6 a *6,6 V!, una cantidad de calor Fue se ha tomado como unidad y corresponde a * calora. El calor especfico de los minerales es siempre menor Fue el del a2ua. Por eMemploG &ro U.U/* Diamante U.** "ufre U. )eso U.8.
III. PROPIEDADES ESPECIALES QUE SE DETECTAN CON EL
GUSTO, OLFATO Y TACTO.
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Entre ellas tenemosG
3.1. SABOR O GUSTO. (os minerales solubles en a2ua o en sali>a, 2eneralmente tienen sabores como se indica a continuaciónG
3.1.1. '49. 'abor a2rio del ácido sulfOrico. 3.1.2. A8809. 'abor de la sosa o potasa. 3.1.3. M/@689. 'abor metálico desa2radable como el de la calcantita. 3.1.". S809. 'abor salado a2radable como el de la halita y salado amar2o como el de la sil>ita.
3.1.#. A579. 'abor de las sales de epson. "fortunadamente los minerales solubles en a2ua no son tóLicos pero por hi2iene la prueba del sabor no se debe realiar sobre muestra de laboratorio.
3.2. OLFATO. "l2unos minerales tienen caractersticas al olerlos, rasparlos, araJarlos, 2olpearlos o calentarlos. Estos sonG
3.2.1. A86/9. &lor a aMos, como el Fue presenta la arsenopirita por fricción sobre una superficie de concreto.
3.2.2. R6<09. El Fue presentan los minerales de selenio al calentarlos. 3.2.3. S;8;59>9. &lor de dióLido de aufre Fue se libera cuando calentamos sulfuros, como la pirita.
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3.2.". B@;09>9. &lor a bitumines. 3.2.#. A5889>9. &lor a barro hOmedo, como el Fue presenta la arcilla y la serpentina después de humedecerla con el aliento.
3.3. TACTO. 'e llama as a la impresión Fue se produce al tocar un mineral. (os más conocidos.
3.3.1. F59. Tacto de los buenos conductores de calor, como el Fue presentan los minerales metálicos y al2unas 2emas.
3.3.2. G5>/0@9 9 J<909>9. Tacto sua>e como el del talco. 3.3.3. T9>9. spero al tacto como el Fue presenta la tia. 3.3.". S;/. 'in aspereas ni irre2ularidades como la cepiolita.
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